WO2021019607A1 - 質量分析で得られたデータの解析方法、質量分析方法およびプログラム - Google Patents

質量分析で得られたデータの解析方法、質量分析方法およびプログラム Download PDF

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WO2021019607A1
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mass spectrometry
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collision
ion
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PCT/JP2019/029461
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English (en)
French (fr)
Inventor
英志 井本
Original Assignee
株式会社島津製作所
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode

Definitions

  • the present invention relates to an analysis method, a mass spectrometry method and a program of data obtained by mass spectrometry.
  • ions generated by collision-induced dissociation (CID) of a specific collision energy are detected.
  • the data obtained by this detection is analyzed using the data of ions generated in advance when CID is performed on a specific compound with the same collision energy.
  • ions dissociated by CIDs of collision energies of different plurality of values can be sequentially subjected to mass separation.
  • This method is also called Collision Energy Spread (CES) and is used for analysis of various samples (see Non-Patent Document 1).
  • ions derived from the sample are subjected to collision-induced dissociation by collision energies of a plurality of different first values, and the first aspect is generated by the collision-induced dissociation.
  • Obtaining information indicating the plurality of first values or the range of the plurality of first values when detecting an ion was associated with the compound and the second value of the collision energy.
  • the plurality of first values are set.
  • a second aspect of the present invention comprises performing mass spectrometry of a sample and analyzing the data obtained by the mass spectrometry by the method of analyzing the data obtained by the mass spectrometry of the first aspect. Regarding the analysis method.
  • ions derived from the sample are subjected to collision-induced dissociation by collision energies of a plurality of different first values, and the first is generated by the collision-induced dissociation.
  • the acquisition process for acquiring information indicating the plurality of first values or the range of the plurality of first values when detecting an ion was associated with the compound and the second value of collision energy.
  • the first data showing the m / z of the second ion generated when the compound is collision-induced dissociated by the collision energy of the second value, and for each compound, the plurality of first values.
  • a generation process for generating a second data by integrating a plurality of first data associated with a plurality of second values corresponding to the above, and an analysis of the data obtained by the mass spectrometry using the second data.
  • the present invention relates to a program for causing a processing apparatus to perform analysis processing.
  • the accuracy in performing the analysis using the ion data generated by the CID obtained in advance. can be suppressed.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a mass spectrometer according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of the information processing unit.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the mass spectrometry method of one embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the mass spectrometry method of one embodiment.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the provision of the program.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the mass spectrometer according to the present embodiment.
  • the mass spectrometer 1 includes a measuring unit 100 and an information processing unit 40.
  • the measuring unit 100 includes a liquid chromatograph (LC) 10 and a mass spectrometer 20.
  • LC liquid chromatograph
  • LC10 separates the sample introduced into LC10 by liquid chromatography.
  • the type of LC10 is not particularly limited, and is nano-liquid chromatograph (nanoLC), micro-liquid chromatograph (microLC), high-performance liquid chromatograph (HPLC), or An ultra high performance liquid chromatograph (UHPLC) or the like can be used.
  • the configuration of the LC10, the type of column used for the LC10, and the like are not particularly limited as long as the samples can be separated with desired accuracy.
  • the eluted sample which is a sample eluted from LC10, is introduced into the ionization chamber 21 of the mass spectrometer 20 (arrow A1).
  • the mass spectrometer 20 includes an ionization chamber 21 having an ionization unit 211, a first vacuum chamber 22a having an ion guide 221 and a tube 212 for introducing ions from the ionization chamber 21 into the first vacuum chamber 22a, and an ion guide 222.
  • a second vacuum chamber 22b, a third vacuum chamber 22c, and an analysis chamber 30 are provided.
  • the third vacuum chamber 22c includes a first mass separator 23, a collision cell 24, and an ion guide 25.
  • the collision cell 24 includes an ion guide 240 and a CID gas introduction port 241.
  • the analysis chamber 30 includes an ion transport electrode 310, an acceleration unit 320, a flight tube 330, a reflector electrode 340, a back plate 350, and a detection unit 360.
  • the mass spectrometer 20 is a orthogonal acceleration type time-of-flight mass spectrometer that performs tandem mass spectrometry on the eluted sample introduced from the LC10.
  • the path of the sample ion In which is an ion derived from the sample, is schematically shown by the arrow A2 of the alternate long and short dash line.
  • the sample ion In includes not only the ions generated by the ionization of the eluted sample in the ionization chamber 21, but also the ions generated by the dissociation of the ions.
  • the ionization unit 211 of the mass spectrometer 20 ionizes the introduced eluted sample to generate sample ion In.
  • the ionization method is not particularly limited, but when liquid chromatography / tandem mass spectrometry (Liquid Chromatography / tandem mass spectrometry; LC / MS / MS) is performed as in the present embodiment, the electrospray ionization (ESI) or Atmospheric Pressure Chemical Ionization (APCI) is preferable, and ESI or APCI will be described in the following embodiments as well.
  • ESI electrospray ionization
  • APCI Atmospheric Pressure Chemical Ionization
  • the sample ion In emitted from the ionization chamber 21 moves due to the pressure difference between the ionization chamber 21 and the first vacuum chamber 22a, passes through the tube 212, and enters the first vacuum chamber 22a.
  • the first vacuum chamber 22a, the second vacuum chamber 22b, the third vacuum chamber 22c, and the analysis chamber 30 have higher vacuum degrees in this order, and the analysis chamber 30 does not show pressures such as 10 -3 Pa or less. It is exhausted by the vacuum pump of.
  • the sample ion In incident on the first vacuum chamber 22a passes through the ion guide 221 and is introduced into the second vacuum chamber 22b.
  • the sample ion In incident on the second vacuum chamber 22b passes through the ion guide 222 and is introduced into the third vacuum chamber 22c.
  • the sample ion In introduced into the third vacuum chamber 22c is emitted to the first mass separator 23.
  • the ion guide 221, the ion guide 222, and the like converge the flow of the passing sample ion In by an electromagnetic action until it is incident on the first mass separation unit 23.
  • the first mass separator 23 includes a quadrupole mass filter.
  • the first mass separator 23 selectively passes the sample ion In having a set m / z as a precursor ion by an electromagnetic action based on the voltage applied to the quadrupole mass filter, and the collision cell 24 It emits toward.
  • the collision cell 24 dissociates the sample ion In as a precursor ion by collision-induced dissociation (CID) while controlling the movement of the sample ion In by the ion guide 240.
  • Ions generated by dissociation are called product ions.
  • the product ion is also called the sample ion In because it is derived from the sample.
  • a gas containing argon or nitrogen (hereinafter referred to as CID gas) that the sample ion In collides with during CID is introduced from the CID gas introduction port 241 so as to have a predetermined pressure in the collision cell (arrow). A3).
  • the sample ion In is subjected to CID by a plurality of different collision energies (Collision Energy; CE).
  • CE collision Energy
  • the collision cell 24 is incident on the collision cell 24 by CE set by the input of the user of the mass spectrometer 1 (hereinafter, simply referred to as “user”) under the control of the device control unit 52 (FIG. 2) described later.
  • CID is performed on the sample ion In.
  • the collision cell 24 performs CID on the sequentially incident sample ions In by the sequentially changed CE.
  • the plurality of different CEs may be changed stepwise, intermittently, or continuously. For example, in the collision cell 24, the value of CE in the set range is scanned and CID is performed.
  • performing CID by CEs having a plurality of different values includes the case where CEs change continuously.
  • CE is acceleration energy for colliding the sample ion In incident on the collision cell 24 with the CID gas.
  • the DC potential applied to the ion guide 240 in the collision cell 24 and the ion optical element (mass separation) upstream of the DC potential are applied. It can be controlled by the difference in DC potential with the unit 23).
  • a mode in which a desired CE is obtained by controlling the CE by a DC voltage applied to the ion guide 240 in the collision cell 24 will be described.
  • Sample ion In as a product ion sequentially generated by CID by a plurality of different CEs is sequentially emitted toward the ion guide 25.
  • the sample ion In that has passed through the ion guide 25 enters the analysis chamber 30.
  • the ion In incident on the analysis chamber 30 passes through the ion transport electrode 310 while being controlled in movement by the ion transport electrode 310, and is incident on the acceleration unit 320.
  • the acceleration unit 320 includes an acceleration electrode to which a voltage for accelerating ions by electromagnetic action is applied. A pulse voltage of several thousand V or the like is applied to at least some of the acceleration electrodes.
  • FIG. 1 the path of the sample ion In accelerated by the acceleration unit 320 is schematically shown by an arrow A4.
  • the accelerated sample ion In passes through the flight tube 330 that defines the space in which the ions fly, and its traveling direction is changed by the voltage applied to the reflector electrode 340 and the back plate 350.
  • the sample ion In whose traveling direction has been changed moves along the folded orbit indicated by the arrow A4 and is incident on the detection unit 360.
  • Product ions sequentially generated by CIDs by a plurality of different CEs are sequentially incident on the acceleration unit 320, are sequentially accelerated by the acceleration unit 320, and are sequentially detected by the detector 360.
  • the detection unit 360 is provided with an ion detector such as a microchannel plate, and detects the incident sample ion In.
  • the detection mode may be either a positive ion mode for detecting positive ions or a negative ion mode for detecting negative ions.
  • the detection signal obtained by detecting the ions is A / D converted, becomes a digital signal, and is input to the information processing unit 40 (arrow A5).
  • the data obtained by detecting the sample ion In will be referred to as measurement data.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of the information processing unit 40 of the mass spectrometer 1.
  • the information processing unit 40 includes an input unit 41, a communication unit 42, a storage unit 43, an output unit 44, and a control unit 50.
  • the storage unit 43 includes a first database (Database; DB) 430.
  • the control unit 50 includes an acquisition unit 51, a device control unit 52, a data generation unit 53, a data analysis unit 54, and an output control unit 55.
  • the information processing unit 40 is provided with an information processing device such as a computer, and serves as an interface with a user as appropriate, and also controls the measurement unit 100 and performs processing such as data analysis.
  • the information processing unit 40 may be configured as one device integrated with the LC 10 or the mass spectrometer 20. Further, a part of the data used by the mass spectrometer 1 such as the data included in the first DB 430 may be stored in a remote server or the like.
  • the input unit 41 of the information processing unit 40 includes an input device such as a mouse, a keyboard, various buttons, and a touch panel.
  • the input unit 41 receives from the user information necessary for the measurement performed by the measuring unit 100 or the processing performed by the control unit 50.
  • the communication unit 42 of the information processing unit 40 includes a communication device capable of communicating by a wireless or wired connection via a network such as the Internet.
  • the communication unit 42 receives data necessary for the measurement of the measurement unit 100, and transmits the data obtained by the analysis of the data analysis unit 54.
  • the storage unit 43 of the information processing unit 40 includes a non-volatile storage medium.
  • the storage unit 43 stores data, programs, and the like necessary for the control unit 50 to execute processing.
  • the first DB 430 of the storage unit 43 includes a plurality of first data.
  • the values of the compound and CE are associated with the mass information and the intensity information of the ions generated when the compound is subjected to CID by CE of the value.
  • the mass information includes the m / z value of the ion.
  • the intensity information is information indicating the intensity of the detection signal when the ion is detected.
  • the first DB430 can include first data in which the CE value is different for each several electron volt (eV), but the interval between the CE values is not particularly limited.
  • the mass information can be m / z of the product ion detected after subjecting a compound in the past to CID with a certain value of CE.
  • the compound, CE value and m / z here are associated with the first data.
  • the theoretical value of m / z based on the molecular structure may be included in the first data. It is preferable to use the theoretical value because the m / z value of the product ion can be unified in a plurality of first data corresponding to the same compound.
  • the strength information includes the strength value set corresponding to each m / z of the mass information.
  • the intensity information can be, for example, a relative value of the intensities of a plurality of product ions generated when a compound is subjected to CID by a certain value of CE. This relative value can be an intensity ratio.
  • the intensity can be set based on the magnitude of peaks in the mass spectrum of previously detected product ions. The magnitude of this peak can be quantified by the maximum intensity of the peak (hereinafter referred to as peak intensity) or the area (hereinafter referred to as peak area).
  • peak intensity the maximum intensity of the peak
  • peak area hereinafter referred to as peak area
  • the mass spectrum is a graph in which the horizontal axis is m / z of the detected ion and the vertical axis is the intensity of the detection signal of the ion.
  • the mass spectrum is also called a product ion spectrum.
  • the first data may be data in which the values of the compound and CE are associated with the data corresponding to the product ion spectrum when the compound is subjected to CID by CE of the values.
  • the data corresponding to the product ion spectrum is data in which the value of the intensity corresponding to m / z in a predetermined range in the product ion spectrum is stored. In this case, more detailed information can be obtained from the product ion spectrum.
  • the output unit 44 of the information processing unit 40 includes a display device such as a liquid crystal monitor and / or a printer.
  • the output unit 44 displays the information or the like obtained by the analysis of the data analysis unit 54 on a display device or prints it on a print medium and outputs it.
  • the control unit 50 of the information processing unit 40 includes a processor such as a central processing unit (CPU).
  • the control unit 50 performs each process such as control of the measurement unit 100 and data analysis by loading the program stored in the storage unit 43 into a memory connected to the processor so as to be referenceable and executing the process.
  • the acquisition unit 51 of the control unit 50 acquires data necessary for data analysis related to mass spectrometry of a sample.
  • the acquisition unit 51 acquires the measurement data output from the detection unit 360 and stores it in the storage unit 43 or the like.
  • the acquisition unit 51 acquires information indicating a plurality of different CE values or a range of CEs set for the CID, and stores the information in the storage unit 43 or the like.
  • the information indicating the range of CE is, for example, an upper limit value and a lower limit value of CE to be set, or a numerical value indicating a median value and a width of the range.
  • the user can input that the CE is in the range of 35 eV plus or minus 15 eV via the input unit 41.
  • This 15 eV (or double 30 eV) is a numerical value indicating the width of the CE range.
  • the CE is changed stepwise when the CE is set in a range
  • the magnitude of the change in the CE when the CE is changed stepwise may be input as a numerical value, or a predetermined value may be input. It may be configured to be used.
  • the user may enter the values of a plurality of different CEs to be set.
  • the user can set a plurality of different CE values or a range of CEs in the CID by inputting two or more or three or more numerical values.
  • the value of CE or as information indicating the range of CE, the value of the voltage applied to the collision cell 24 may be input.
  • the device control unit 52 of the control unit 50 controls the measurement operation of the measurement unit 100 based on the analysis conditions and the like set according to the input and the like via the input unit 41.
  • the device control unit 52 controls the collision cell 24 so as to perform CID by changing the value of CE so as to scan the range based on the information indicating the input range of CE.
  • the device control unit 52 controls the collision cell 24 so as to perform CID by gradually changing the value of CE to CE of a plurality of set values.
  • the data generation unit 53 of the control unit 50 generates the second DB with reference to the first DB 430 of the storage unit 43.
  • the second DB includes a plurality of second data.
  • the second data is created as one second data by integrating a plurality of first data corresponding to CEs having a plurality of different values set in the mass spectrometry. Therefore, in the second data, the compound and the mass information and the intensity information of the plurality of ions detected when the compound is dissociated by the CID of the CE having a plurality of different values are associated with each other.
  • the data generation unit 53 can appropriately delete the m / z value and the intensity value that are duplicated when the plurality of first data are integrated so that they are not duplicated in the second data.
  • the first data and the second data do not have to include intensity information.
  • the data generation unit 53 acquires the upper limit value and the lower limit value of the CE set in the mass spectrometry of the sample from the information indicating the values of a plurality of different CEs or the range of the CEs set in the CID acquired by the acquisition unit 51. To do.
  • the data generation unit 53 selects a plurality of first data having a CE value equal to or higher than this lower limit value and equal to or lower than this upper limit value for each compound. For example, assume that the range of CE values set in the mass spectrometry of a sample is 19 eV to 34 eV, and the first data is constructed every 5 eV.
  • the data generation unit 53 can select a plurality of first data including collision energies of 20 eV, 25 eV, and 30 eV for each compound.
  • the data generation unit 53 integrates a plurality of selected first data for each compound to generate one second data.
  • the plurality of CE values or CE ranges used in the mass spectrometry and the plurality of CE values included in the plurality of first data are used.
  • CE1 is a value of CE included in the first data that is closest to the lower limit of CE set in mass spectrometry of a sample.
  • CE2 is the value of CE included in the first data that is closest to the upper limit of CE set in the mass spectrometry of the sample.
  • the data generation unit 53 can also select a plurality of first data having collision energy values of CE1 or more and CE2 or less for each compound.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the integration of a plurality of first data.
  • the mass spectra M1A, M1B and M1C are schematic representations of the first data in the form of mass spectra.
  • the aspect of each mass spectrum in FIG. 3 does not limit the present invention.
  • a mass spectrum was used to make the explanation easy to understand, but in reality, as described above, only the values of m / z and intensity corresponding to the product ions are used for the first data and the second data, respectively. Note that it can be configured as mass information and intensity information.
  • the mass spectra M1A, M1B and M1C are product ion spectra obtained when compound A was subjected to CID by CE of 20 eV, 25 eV and 30 eV, respectively.
  • the mass spectrum M2 schematically shows the second data in the form of a mass spectrum, which is a combination of the three first data corresponding to the mass spectra M1A, M1B and M1C.
  • the peak P corresponding to the precursor ion is shown by a broken line.
  • the data generation unit 53 sets the mass information of the second data so as to include the value of m / z included in the mass information of the plurality of first data.
  • the mass spectrum M2 includes all the peaks included in the peaks P1, P2 and P3.
  • a plurality of different first data include a plurality of m / z values that are very close to each other due to variations in past measurements, etc.
  • one of the plurality of m / z values is appropriately one m / z value. May be left in the second data.
  • ions corresponding to small peaks may be appropriately excluded.
  • the data generation unit 53 calculates the intensity information corresponding to each m / z of the second data from the intensity information of the first data corresponding to each m / z. For example, the data generation unit 53 calculates an average value such as an arithmetic mean of the peak intensity or peak area of the same product ion in a plurality of first data corresponding to the second data. The data generation unit 53 normalizes the calculated average value so as to indicate the relative intensity ratio in the second data for each product ion. This corresponds to the following processing in the schematic example of FIG. The average value of the intensities of peaks P10, P20 and P30 (corresponding to peak 40) corresponding to the same product ion is calculated in a plurality of first data.
  • the average value is calculated for other product ions in the same way. Then, the calculated average value is standardized so that the total intensity of the peak PM becomes a predetermined value such as 1 or 100.
  • the weighted average may be calculated by weighting according to the CE value of the first data or the like. For example, the data generation unit 53 lowers the weighting of the first data having the largest CE value or the first data having the smallest CE value among the plurality of first data corresponding to the second data. May be good. This is because these first data may or may not be excluded depending on the method of selecting the first data, and cannot always be said to correspond to the set CE value, which contributes little to the accuracy of the analysis. ..
  • the second DB is stored in the storage unit 43 or temporarily stored in the memory during the data analysis.
  • the data analysis unit 54 of the control unit 50 analyzes the measurement data using the second data included in the second DB.
  • the data analysis unit 54 calculates the intensity obtained by accumulating the intensities of the detection signals obtained by a plurality of accelerations for each flight time in the measurement data. In this plurality of accelerations, a plurality of product ions dissociated by CIDs with different values of CEs are accelerated. Further, the data analysis unit 54 converts the flight time into m / z using the calibration data obtained in advance. In this way, the data analysis unit 54 generates data corresponding to the mass spectrum (product ion spectrum) in which m / z and the intensity are associated with each other. Hereinafter, this mass spectrum is referred to as a sample product ion spectrum.
  • the data analysis unit 54 identifies the compound contained in the sample from the data corresponding to the product ion spectrum of the sample and the second DB.
  • the data analysis unit 54 calculates m / z corresponding to the peak included in the product ion spectrum of the sample, and whether or not the m / z has a value of m / z within an error range based on the accuracy of mass spectrometry.
  • the second data is extracted from the second DB based on.
  • the data analysis unit 54 calculates the degree of similarity indicating how similar the m / z of the peak and the magnitude of the peak in the product ion spectrum of the sample are to the mass information and the intensity information contained in the second data.
  • the degree of similarity is set so that the larger the number of corresponding ions in the product ion spectrum of the sample and the second data, the larger the value.
  • the data analysis unit 54 calculates the similarity of the second data corresponding to each compound, and identifies the compound corresponding to the second data having the highest similarity as the compound contained in the sample.
  • the method of defining the similarity is not particularly limited.
  • the similarity may be calculated from the mass information without using the strength information.
  • m / z corresponding to the peak of the mass spectrum, the peak intensity, the peak area, and the like can be calculated, and the same processing as described above can be performed.
  • the similarity may be calculated based on whether the product ion spectrum of the sample and the mass spectrum pattern of the second data are similar.
  • the data analysis unit 54 stores the information obtained by the data analysis, such as the name of the compound contained in the identified sample, in the storage unit 43 or the like.
  • the output control unit 55 causes the output unit 44 to output the information obtained by the data analysis of the data analysis unit 54.
  • the output control unit 55 can output the product ion spectrum of the sample, the name of the compound contained in the sample, and the mass spectrum created from the second data corresponding to the compound.
  • the horizontal axis is m / z and the vertical axis is intensity
  • the position of m / z included in the second data on the horizontal axis is a line segment along the vertical axis. It can be created by showing the peak schematically. The strength can be indicated by the length of this line segment.
  • the user can know the compound contained in the sample from the above information, and can also see and compare the mass spectrum of the compound thus prepared and the product ion spectrum of the sample.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the mass spectrometry method of the present embodiment.
  • the measuring unit 100 performs mass spectrometry of the sample.
  • step S1003 is started.
  • the acquisition unit 51 acquires the collision energy (CE) in the mass spectrometry of the sample.
  • step S1005 is started.
  • step S1005 the data creation unit 53 refers to the plurality of first data of the first DB 430 and creates the second data.
  • step S1007 is started.
  • step S1007 the data analysis unit 54 analyzes the data obtained by the mass spectrometry of the sample.
  • step S1007 the process is completed.
  • the mass spectrometer 1 of the above-described embodiment is a liquid chromatograph-quadrupole time-of-flight mass spectrometer, but it is not particularly limited as long as it is a mass spectrometer capable of acquiring a product ion spectrum.
  • the mass spectrometer 20 may be capable of mass spectrometry in three or more steps, and mass spectrometry of a sample may be performed in three or more steps.
  • the mass spectrometer 1 does not have to include LC. Further, the mass spectrometer 1 may include a device for separating a sample such as a gas chromatograph other than LC.
  • the ionization method is not limited to the above-mentioned ESI or APCI, and a method suitable for the sample and device configuration such as electron ionization (EI) or matrix assisted laser desorption / ionization (MALDI) may be used. Can be used.
  • each part of the mass spectrometer 20 is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and if CID can be performed by a plurality of different CEs and the ions generated by the CID can be detected, the configuration of each part of the mass spectrometer 20 will be.
  • the mass spectrometer 20 may be a time-of-flight mass spectrometer other than the orthogonal acceleration type as shown in FIG. Further, the mass spectrometer 20 may be a linear type or a multi-turn type time-of-flight type mass spectrometer instead of the reflector type as shown in FIG.
  • Modification 2 A program for realizing the information processing function of the mass analyzer 1 is recorded on a computer-readable recording medium, and the measurement including the processing of the above-mentioned data generation unit 53 and data analysis unit 54 recorded on the recording medium. , Analysis and display processing and related processing control programs may be loaded and executed by the computer system.
  • the term "computer system” as used herein includes hardware of an OS (Operating System) and peripheral devices.
  • the "computer-readable recording medium” refers to a portable recording medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, an optical disk, or a memory card, or a storage device such as a hard disk built in a computer system.
  • a "computer-readable recording medium” is a communication line for transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, and dynamically holds the program for a short period of time. It may include a program that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or a client in that case. Further, the above-mentioned program may be for realizing a part of the above-mentioned functions, and may be further realized by combining the above-mentioned functions with a program already recorded in the computer system. ..
  • FIG. 5 is a diagram showing the situation.
  • the PC950 receives the program provided via the CD-ROM953. Further, the PC950 has a connection function with the communication line 951.
  • the computer 952 is a server computer that provides the above program, and stores the program in a recording medium such as a hard disk.
  • the communication line 951 is a communication line such as the Internet or personal computer communication, or a dedicated communication line.
  • the computer 952 reads the program using the hard disk and transmits the program to the PC 950 via the communication line 951. That is, the program is carried as a data signal by a carrier wave and transmitted via the communication line 951.
  • the program can be supplied as a computer-readable computer program product in various forms such as a recording medium and a carrier wave.
  • the ions derived from the sample are subjected to collision-induced dissociation by the collision energies of a plurality of different first values.
  • the compound to obtain information indicating the plurality of first values or the range of the plurality of first values when detecting the first ion generated by the collision-induced dissociation, the compound, and the collision. Refer to the first data showing the m / z of the second ion produced when the compound is collision-induced dissociated by the collision energy of the second value, which is associated with the second value of energy.
  • each compound it is possible to generate second data by integrating a plurality of first data associated with the plurality of second values corresponding to the plurality of first values, and to use the second data to generate the second data. It includes analyzing the data obtained by mass spectrometry. As a result, in mass spectrometry of two or more stages, when a plurality of collision energies correspond to one mass spectrum, the accuracy of the analysis using the ion data generated by the CID obtained in advance is reduced. It can be suppressed.
  • the first data is the second. It is data including m / z of ions or data corresponding to a mass spectrum including a peak corresponding to the second ion.
  • the measurement data can be analyzed using the data based on the mass spectrum obtained in the past.
  • the second data is a plurality of the above. It is the data of the mass spectrum including a plurality of m / z values in the first data or including a plurality of peaks included in the plurality of mass spectra in the plurality of first data.
  • the measurement data can be analyzed by using the correspondence between the m / z of the detected ions and the m / z of the data obtained in advance.
  • the second data In the generation the plurality of second values corresponding to the plurality of first values are set based on the smallest value and the largest value among the plurality of first values. As a result, the first data corresponding to the plurality of collision energies set in the mass spectrometry can be efficiently set.
  • the mass spectrometry method is the mass spectrometry by performing mass spectrometry of a sample and the method of analyzing data obtained by the mass spectrometry according to any one of paragraphs 1 to 5. It is provided with analyzing the data obtained by the analysis.
  • mass spectrometry of two or more stages when a plurality of collision energies correspond to one mass spectrum, the accuracy of the analysis using the ion data generated by the CID obtained in advance is reduced. It can be suppressed.
  • ions derived from the sample are subjected to collision-induced dissociation by collision energies of a plurality of different first values, and are generated by the collision-induced dissociation.
  • the acquisition process (corresponding to step S1003 in the flowchart of FIG. 4) for acquiring information indicating the plurality of first values or the range of the plurality of first values when detecting the first ion, and the compound.
  • the first data showing the m / z of the second ion generated when the compound is collision-induced dissociated by the collision energy of the second value, which is associated with the second value of the collision energy.
  • a generation process for generating second data by integrating a plurality of first data associated with the plurality of second values corresponding to the plurality of first values (corresponding to step S1005).
  • the purpose is to cause the processing apparatus to perform an analysis process (corresponding to step S1007) for analyzing the data obtained in the mass spectrometry using the second data.

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Abstract

質量分析で得られたデータの解析方法は、試料の質量分析において、試料に由来するイオンを、異なる複数の第1の値の衝突エネルギーにより衝突誘起解離に供し、衝突誘起解離により生成される第1イオンを検出する際の、複数の第1の値またはその範囲を示す情報を取得することと、化合物、および、衝突エネルギーの第2の値に対応づけられた、化合物が第2の値の衝突エネルギーにより衝突誘起解離された場合に生成される第2イオンのm/zを示す第1データを参照し、各化合物について、複数の第1の値に対応する複数の第2の値に対応づけられた複数の第1データを統合した第2データを生成することを備える。

Description

質量分析で得られたデータの解析方法、質量分析方法およびプログラム
 本発明は、質量分析で得られたデータの解析方法、質量分析方法およびプログラムに関する。
 2段階以上の質量分析において、特定の衝突エネルギーの衝突誘起解離(Collision-Induced Dissociation; CID)により生成されたイオンを検出することが行われている。この検出により得られたデータを、予め得られた、特定の化合物を同程度の衝突エネルギーでCIDを行った際に生成されるイオンのデータを用いて解析することが行われている。
 一方、飛行時間型質量分析では、異なる複数の値の衝突エネルギーのCIDにより解離されたイオンを順次質量分離に供することができる。この方法は、衝突エネルギースプレッド(Collision Energy Spread; CES)とも呼ばれ、様々な試料の分析に利用されている(非特許文献1参照)。
Matraszek-Zuchowska I, Wozniak B, Posyniak A. "Comparison of the Multiple Reaction Monitoring and Enhanced Product Ion Scan Modes for Confirmation of Stilbenes in Bovine Urine Samples Using LC-MS/MS QTRAP System" Chromatographia,(ドイツ), Springer Verlag, 2016年7月5日、Volume 79, pp.1003-1012
 CESにより取得したデータを用いて、異なる複数の値の衝突エネルギーにより解離された複数のイオンに対応するピークを含む1つのマススペクトルを生成することができる。この場合、1つのマススペクトルに複数の衝突エネルギーが対応するため、予め得られた、特定の衝突エネルギーでCIDを行った際に生成されるイオンのデータを用いて解析を行うと精度が低下するという問題があった。
 本発明の第1の態様は、試料の質量分析において、前記試料に由来するイオンを、異なる複数の第1の値の衝突エネルギーにより衝突誘起解離に供し、前記衝突誘起解離により生成される第1イオンを検出する際の、前記複数の第1の値または前記複数の第1の値の範囲を示す情報を取得することと、化合物、および、衝突エネルギーの第2の値に対応づけられた、前記化合物が前記第2の値の衝突エネルギーにより衝突誘起解離された場合に生成される第2イオンのm/zを示す第1データを参照し、各化合物について、前記複数の第1の値に対応する複数の第2の値に対応づけられた複数の第1データを統合した第2データを生成することと、前記第2データを用いて前記質量分析で得られたデータを解析することとを備える、質量分析で得られたデータの解析方法に関する。
 本発明の第2の態様は、試料の質量分析を行うことと、第1の態様の質量分析で得られたデータの解析方法により前記質量分析で得られたデータを解析することとを備える質量分析方法に関する。
 本発明の第3の態様は、試料の質量分析において、前記試料に由来するイオンを、異なる複数の第1の値の衝突エネルギーにより衝突誘起解離に供し、前記衝突誘起解離により生成される第1イオンを検出する際の、前記複数の第1の値または前記複数の第1の値の範囲を示す情報を取得する取得処理と、化合物、および、衝突エネルギーの第2の値に対応づけられた、前記化合物が前記第2の値の衝突エネルギーにより衝突誘起解離された場合に生成される第2イオンのm/zを示す第1データを参照し、各化合物について、前記複数の第1の値に対応する複数の第2の値に対応づけられた複数の第1データを統合した第2データを生成する生成処理と、前記第2データを用いて前記質量分析で得られたデータを解析する解析処理とを処理装置に行わせるためのプログラムに関する。
 本発明によれば、2段階以上の質量分析において、1つのマススペクトルに複数の衝突エネルギーが対応する場合に、予め得られたCIDで生成されるイオンのデータを用いて解析を行う際の精度の低下を抑制することができる。
図1は、一実施形態に係る質量分析装置の構成を示す概念図である。 図2は、情報処理部の構成を示す概念図である。 図3は、一実施形態の質量分析方法を説明するための概念図である。 図4は、一実施形態の質量分析方法の流れを示すフローチャートである。 図5は、プログラムの提供を説明するための概念図である。
 以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
-第1実施形態-
 図1は、本実施形態に係る質量分析装置を説明するための概念図である。質量分析装置1は、測定部100と、情報処理部40とを備える。測定部100は、液体クロマトグラフ(Liquid Chromatograph; LC)10と、質量分析計20とを備える。
 LC10は、液体クロマトグラフィにより、LC10に導入された試料を分離する。LC10の種類は特に限定されず、ナノ液体クロマトグラフ(nano-liquid chromatograph; nanoLC)、マイクロ液体クロマトグラフ(micro-liquid chromatograph; microLC)、高速液体クロマトグラフ(high-performance liquid chromatograph; HPLC)、または超高速液体クロマトグラフ(ultra high performance liquid chromatograph; UHPLC)等を用いることができる。LC10の構成およびLC10に用いるカラムの種類等は、所望の精度で試料を分離することができれば特に限定されない。LC10から溶出される試料である溶出試料は、質量分析計20のイオン化室21に導入される(矢印A1)。
 質量分析計20は、イオン化部211を備えるイオン化室21と、イオンガイド221を備える第1真空室22aと、イオン化室21から第1真空室22aへイオンを導入する管212と、イオンガイド222を備える第2真空室22bと、第3真空室22cと、分析室30とを備える。第3真空室22cは、第1質量分離部23と、コリジョンセル24と、イオンガイド25とを備える。コリジョンセル24は、イオンガイド240とCIDガス導入口241とを備える。分析室30は、イオン輸送電極310と、加速部320と、フライトチューブ330と、リフレクトロン電極340と、バックプレート350と、検出部360とを備える。
 質量分析計20は、LC10から導入された溶出試料に対してタンデム質量分析を行う直交加速型の飛行時間型質量分析計である。図1では、試料に由来するイオンである試料イオンInの経路を、一点鎖線の矢印A2により模式的に示した。ここで、試料イオンInは、イオン化室21において溶出試料のイオン化により生成されたイオンの他、当該イオンの解離により生成されたイオンも含むとする。
 質量分析計20のイオン化部211は、導入された溶出試料をイオン化し、試料イオンInを生成する。イオン化の方法は特に限定されないが、本実施形態のように液体クロマトグラフィ/タンデム質量分析(Liquid Chromatography/tandem mass spectrometry; LC/MS/MS)を行う場合にはエレクトロスプレー法(Electrospray Ionization; ESI)または大気圧化学イオン化法(Atmospheric Pressure Chemical Ionization; APCI)が好ましく、以下の実施形態でもESIまたはAPCIを行うものとして説明する。イオン化室21から出射された試料イオンInは、イオン化室21と第1真空室22aの圧力差等により移動し、管212を通過して第1真空室22aに入射する。
 第1真空室22a、第2真空室22b、第3真空室22cおよび分析室30は、この順に真空度が高くなっており、分析室30では例えば10-3Pa以下等の圧力まで、不図示の真空ポンプにより排気されている。第1真空室22aに入射した試料イオンInは、イオンガイド221を通過して第2真空室22bに導入される。第2真空室22bに入射した試料イオンInは、イオンガイド222を通過して第3真空室22cに導入される。第3真空室22cに導入された試料イオンInは、第1質量分離部23へと出射される。第1質量分離部23に入射するまでの間に、イオンガイド221やイオンガイド222等は、通過する試料イオンInの流れを電磁気学的作用により収束させる。
 第1質量分離部23は、四重極マスフィルタを備える。第1質量分離部23は、四重極マスフィルタに印加される電圧に基づく電磁気学的作用により、設定されたm/zを有する試料イオンInをプリカーサーイオンとして選択的に通過させてコリジョンセル24に向けて出射する。
 コリジョンセル24は、イオンガイド240により試料イオンInの移動を制御しながら、衝突誘起解離(CID)により、プリカーサーイオンとしての試料イオンInを解離させる。解離により生成されたイオンをプロダクトイオンと呼ぶ。上記の通り、プロダクトイオンも試料に由来するため試料イオンInと呼ぶ。CIDの際に試料イオンInが衝突させられるアルゴンまたは窒素等を含むガス(以下、CIDガスと呼ぶ)は、コリジョンセル内で所定の圧力になるようにCIDガス導入口241から導入される(矢印A3)。
 本実施形態の質量分析方法では、試料イオンInは、異なる複数の衝突エネルギー(Collision Energy; CE)によるCIDに供される。コリジョンセル24は、後述の装置制御部52(図2)の制御により、質量分析装置1のユーザ(以下、単に「ユーザ」と呼ぶ)の入力等により設定されたCEにより、コリジョンセル24に入射した試料イオンInに対してCIDを行う。ここで、コリジョンセル24は、順次入射する試料イオンInに対して、順次変化させたCEによりCIDを行う。上記異なる複数のCEは、段階的に変化させてもよいし、断続的に変化させてもよいし、連続的に変化させてもよい。例えば、コリジョンセル24では、設定された範囲のCEの値が走査され、CIDが行われる。以下において、「異なる複数の値のCEによりCIDを行う」とは、CEが連続的に変化する場合も含むものとする。CEは、コリジョンセル24に入射する試料イオンInをCIDガスと衝突させるための加速エネルギーであり、例えばコリジョンセル24内のイオンガイド240に印加する直流電位と、その上流のイオン光学素子(質量分離部23)との直流電位の差により制御可能となる。以下の実施形態では、コリジョンセル24内のイオンガイド240に印加する直流電圧によりCEを制御することで所望のCEを得る形態を記載する。
 異なる複数のCEによるCIDにより順次生成された、プロダクトイオンとしての試料イオンInは、順次イオンガイド25に向けて出射される。イオンガイド25を通過した試料イオンInは、分析室30に入射する。
 分析室30に入射したイオンInは、イオン輸送電極310により移動を制御されつつイオン輸送電極310を通過し、加速部320に入射する。加速部320は、イオンを電磁気学的作用により加速させるための電圧が印加される加速電極を備える。少なくとも一部の加速電極には、数千V等のパルス電圧が印加される。図1では、加速部320により加速された試料イオンInの経路を矢印A4で模式的に示す。
 加速された試料イオンInは、イオンが飛行する空間を画定するフライトチューブ330を通過し、リフレクトロン電極340およびバックプレート350に印加された電圧によりその進行方向が変化される。進行方向が変化させられた試料イオンInは、矢印A4により示される折り返し軌道に沿って移動し、検出部360に入射する。異なる複数のCEによるCIDにより順次生成されたプロダクトイオンは、加速部320に順次入射し、加速部320により順次加速され、検出器360で順次検出される。
 検出部360は、マイクロチャンネルプレート等のイオン検出器を備え、入射した試料イオンInを検出する。検出モードは正イオンを検出する正イオンモードと、負イオンを検出する負イオンモードとのいずれでもよい。イオンを検出して得られた検出信号はA/D変換され、デジタル信号となって情報処理部40に入力される(矢印A5)。以下では、試料イオンInの検出により得られたデータを測定データと呼ぶ。
 図2は、質量分析装置1の情報処理部40の構成を示す概念図である。情報処理部40は、入力部41と、通信部42と、記憶部43と、出力部44と、制御部50とを備える。記憶部43は、第1データベース(Database; DB)430を備える。制御部50は、取得部51と、装置制御部52と、データ生成部53と、データ解析部54と、出力制御部55を備える。
 情報処理部40は、電子計算機等の情報処理装置を備え、適宜ユーザとのインターフェースとなる他、測定部100の制御およびデータ解析等の処理を行う。
 なお、情報処理部40は、LC10または質量分析計20と一体になった一つの装置として構成してもよい。また、第1DB430に含まれるデータ等の質量分析装置1が用いるデータの一部は遠隔のサーバ等に保存してもよい。
 情報処理部40の入力部41は、マウス、キーボード、各種ボタンまたはタッチパネル等の入力装置を含んで構成される。入力部41は、測定部100が行う測定または制御部50が行う処理に必要な情報等を、ユーザから受け付ける。
 情報処理部40の通信部42は、インターネット等のネットワークを介して無線または有線の接続により通信可能な通信装置を含んで構成される。通信部42は、測定部100の測定に必要なデータを受信したり、データ解析部54の解析で得られたデータを送信したりする。
 情報処理部40の記憶部43は、不揮発性の記憶媒体を備える。記憶部43は、制御部50が処理を実行するための必要なデータおよびプログラム等を記憶する。
 記憶部43の第1DB430は、複数の第1データを含む。第1データでは、化合物およびCEの値と、当該化合物が当該値のCEによるCIDに供される場合に生成されるイオンの質量情報および強度情報とが対応付けられている。質量情報は、当該イオンのm/zの値を含む。強度情報は、当該イオンが検出された際の検出信号の強度を示す情報である。第1DB430は、CEの値が数電子ボルト(eV)ごとに異なる第1データを含むことができるが、CEの値の間隔は特に限定されない。
 質量情報は、過去にある化合物をある値のCEによるCIDに供した後、検出されたプロダクトイオンのm/zとすることができる。ここでの化合物、CEの値およびm/zが、第1データで対応付けられる。この検出されたm/zの値から、当該プロダクトイオンの分子構造が特定された場合には、当該分子構造に基づくm/zの理論値を第1データに含めてもよい。理論値を用いると、同じ化合物に対応する複数の第1データにおいて当該プロダクトイオンのm/zの値を統一することができるため好ましい。
 強度情報は、質量情報の各m/zに対応して設定される強度の値を含む。強度情報は、例えば、ある化合物をある値のCEによりCIDに供した際に生成された複数のプロダクトイオンの強度の相対値とすることができる。この相対値は、強度比とすることができる。強度は、過去に検出されたプロダクトイオンのマススペクトルにおけるピークの大きさに基づいて設定することができる。このピークの大きさは、ピークの最大強度(以下、ピーク強度と呼ぶ)または面積(以下、ピーク面積と呼ぶ)等により定量することができる。ここで、マススペクトルとは、横軸を検出したイオンのm/z、縦軸を当該イオンの検出信号の強度とするグラフである。マススペクトルにおいて検出したイオンがプロダクトイオンである場合、当該マススペクトルはプロダクトイオンスペクトルとも呼ばれる。
 過去に得られたプロダクトイオンスペクトルから質量情報および強度情報を抽出し第1データに含めることで、プロダクトイオンスペクトルそのものに対応するデータを記憶するよりも第1DB430のデータの量を著しく低減することができる。
 なお、第1データを、化合物およびCEの値と、当該化合物が当該値のCEによるCIDに供された場合のプロダクトイオンスペクトルに対応するデータとが紐づけられたデータとしてもよい。ここで、プロダクトイオンスペクトルに対応するデータとは、プロダクトイオンスペクトルにおける所定の範囲のm/zと対応する強度の値が格納されているデータである。この場合、プロダクトイオンスペクトルからより詳細な情報を得ることができる。
 情報処理部40の出力部44は、液晶モニタ等の表示装置および/またはプリンターを備える。出力部44は、データ解析部54の解析で得られた情報等を、表示装置に表示したり印刷媒体に印刷して出力する。
 情報処理部40の制御部50は、中央処理装置(Central Processing Unit; CPU)等のプロセッサを含んで構成される。制御部50は、測定部100の制御およびデータ解析等の各処理を、記憶部43に記憶されたプログラムをプロセッサと参照可能に接続されたメモリにロードし、実行することにより行う。
 制御部50の取得部51は、試料の質量分析に係るデータ解析で必要なデータを取得する。取得部51は、検出部360から出力された測定データを取得し、記憶部43等に記憶させる。取得部51は、CIDのために設定された、異なる複数のCEの値またはCEの範囲を示す情報を取得し、記憶部43等に記憶させる。CEの範囲を示す情報とは、例えば設定されるCEの上限値および下限値、または、中央値および当該範囲の幅を示す数値等である。
 例えば、設定されるCEの範囲が20eV~50eVである場合、ユーザは入力部41を介してCEが35eVプラスマイナス15eVの範囲であることを入力することができる。この15eV(あるいは倍の30eV)は、CEの範囲の幅を示す数値となる。CEが範囲で設定された際にCEを段階的に変化させる場合には、1段階変化させる際のCEの変化の大きさを数値で入力する構成にしてもよいし、予め定められた値を用いる構成にしてもよい。ユーザは、設定する異なる複数のCEの値そのものを入力してもよい。このように、ユーザは2個以上、または3個以上の数値を入力することで、CIDにおける異なる複数のCEの値またはCEの範囲を設定することができる。
 なお、CEの値の代わりに、または、CEの範囲を示す情報として、コリジョンセル24への印加電圧の値を入力する構成としてもよい。
 制御部50の装置制御部52は、入力部41を介した入力等に応じて設定された分析条件等に基づいて、測定部100の測定動作を制御する。例えば、装置制御部52は、入力されたCEの範囲を示す情報に基づいて、当該範囲を走査するようにCEの値を変化させてCIDを行うように、コリジョンセル24を制御する。あるいは、装置制御部52は、設定された複数の値のCEへとCEの値を段階的に変化させてCIDを行うように、コリジョンセル24を制御する。
 制御部50のデータ生成部53は、記憶部43の第1DB430を参照して、第2DBを生成する。第2DBは、複数の第2データを含む。第2データは、上記質量分析で設定された異なる複数の値のCEに対応する複数の第1データを統合して、1つの第2データとして作成される。従って、第2データでは、化合物と、当該化合物を上記異なる複数の値のCEによるCIDで解離した際に検出される複数のイオンの質量情報および強度情報とが対応づけられている。データ生成部53は、複数の第1データを統合する際に重複するm/zの値および強度の値は、第2データにおいて重複しないように適宜削除等の処理をすることができる。
 なお、第1データおよび第2データは、強度情報を含まなくてもよい。
 データ生成部53は、取得部51が取得した、CIDにおいて設定された異なる複数のCEの値またはCEの範囲を示す情報から、試料の質量分析で設定されたCEの上限値および下限値を取得する。データ生成部53は、各化合物について、この下限値以上、この上限値以下のCEの値を有する複数の第1データを選択する。例えば、試料の質量分析で設定されたCEの値の範囲が19eV~34eVであり、5eVごとに第1データが構築されているとする。この場合、データ生成部53は、各化合物について、20eV、25eVおよび30eVの衝突エネルギーをそれぞれ含む複数の第1データを選択することができる。データ生成部53は、各化合物について、選択された複数の第1データを統合し、1つの第2データを生成する。
 なお、第2データに対応する複数の第1データの選択の方法は、質量分析で用いた複数のCEの値またはCEの範囲と、複数の第1データに含まれる複数のCEの値とが、所望の精度で対応していれば特に限定されない。例えば、第1データに含まれるCEの値であって、試料の質量分析で設定されたCEの下限値に最も近い値をCE1とする。第1データに含まれるCEの値であって、試料の質量分析で設定されたCEの上限値に最も近い値をCE2とする。データ生成部53は、各化合物について、CE1以上、CE2以下の衝突エネルギーの値を有する複数の第1データを選択することもできる。
 図3は、複数の第1データの統合を説明するための概念図である。マススペクトルM1A、M1BおよびM1Cは、マススペクトルの形式で第1データを模式的に示したものである。図3の各マススペクトルの態様は、本発明を限定するものではない。また、図3では説明をわかりやすくするためマススペクトルを用いたが、実際には、第1データおよび第2データは、上述のようにプロダクトイオンに対応するm/zおよび強度の数値のみをそれぞれ質量情報および強度情報として構成できることに留意されたい。マススペクトルM1A、M1BおよびM1Cは、化合物Aを20eV、25eVおよび30eVのCEによりそれぞれCIDに供した場合に得られたプロダクトイオンスペクトルである。
 マススペクトルM2は、マススペクトルM1A、M1BおよびM1Cに対応する3つの第1データを統合した第2データを、マススペクトルの形式で模式的に示したものである。マススペクトルM1A,M1B,M1CおよびM2において、プリカーサーイオンに対応するピークPが破線で示されている。
 データ生成部53は、第2データの質量情報を、複数の第1データの質量情報に含まれるm/zの値を含むように設定する。このことは、図3の模式的な例では、マススペクトルM1A、M1BおよびM1Cのそれぞれに含まれるピークP1,P2およびP3を含むマススペクトルM2を生成することに対応する。図3の例では、マススペクトルM2には、ピークP1,P2およびP3に含まれるピークが全て含まれている。過去の測定におけるばらつき等により、異なる複数の第1データに、互いに非常に近い複数のm/zの値が含まれる場合、当該複数のm/zの値のうち適宜1つのm/zの値を第2データに残してもよい。
 なお、第1データに含まれる強度情報に基づいて、第2データを作成する際に、適宜小さなピークに対応するイオンを排除してもよい。
 データ生成部53は、第2データの各m/zに対応する強度情報を、各m/zに対応する第1データの強度情報から算出する。例えば、データ生成部53は、第2データに対応する複数の第1データにおける、同一のプロダクトイオンのピーク強度またはピーク面積の算術平均等の平均値を算出する。データ生成部53は、算出された平均値を、各プロダクトイオンについて第2データにおける相対的な強度比を示すように規格化する。このことは、図3の模式的な例では、以下の処理に対応する。複数の第1データにおいて同一のプロダクトイオンに対応するピークP10,P20およびP30(ピーク40に対応)の強度の平均値が計算される。他のプロダクトイオンについても同様に平均値が計算される。そして、算出された平均値が、ピークPMの全体の強度の合計が1または100等の所定の値となるように規格化される。
 なお、強度の平均値を計算する際に、第1データのCEの値等に応じて重みづけし、重みづけ平均を計算してもよい。例えば、データ生成部53は、第2データに対応する複数の第1データのうち、最も大きいCEの値を有する第1データまたは最も小さいCEの値を有する第1データの重みづけを低くしてもよい。これらの第1データは、第1データの選択の方法によって除外されたりされなかったりし、設定されたCEの値と必ず対応する値とはいえず、解析の精度への寄与が小さいからである。
 データ生成部53は、各化合物と第2データとを対応づけた第2DBを生成したら、第2DBを記憶部43に記憶させるか、データ解析の間、メモリに一時的に記憶させる。
 制御部50のデータ解析部54は、第2DBに含まれる第2データを用いて測定データの解析を行う。データ解析部54は、測定データにおいて、複数回の加速で得られた検出信号の強度を、飛行時間ごとに累積して得た強度を算出する。この複数回の加速では、異なる複数の値のCEによるCIDでそれぞれ解離された複数のプロダクトイオンが加速されている。さらに、データ解析部54は、飛行時間を予め得られた較正データを用いてm/zに変換する。このようにして、データ解析部54は、m/zと強度が対応付けられたマススペクトル(プロダクトイオンスペクトル)に対応するデータを生成する。以下では、このマススペクトルを、試料のプロダクトイオンスペクトルと呼ぶ。
 データ解析部54は、試料のプロダクトイオンスペクトルに対応するデータと、第2DBとから、試料に含まれる化合物を同定する。データ解析部54は、試料のプロダクトイオンスペクトルに含まれるピークに対応するm/zを算出し、当該m/zと質量分析の精度に基づく誤差範囲内のm/zの値を有するか否かに基づいて、第2DBから第2データを抽出する。
 例えば、データ解析部54は、試料のプロダクトイオンスペクトルにおけるピークのm/zおよびピークの大きさと、第2データに含まれる質量情報および強度情報がどの程度類似するかを示す類似度を算出する。類似度は、試料のプロダクトイオンスペクトルと第2データとで対応するイオンが多い程大きい値になるように設定されている。データ解析部54は、各化合物に対応する第2データについて、類似度を算出し、最も類似度の高い第2データに対応する化合物を、試料に含まれる化合物として同定する。類似度の定義の方法は、特に限定されない。例えば、強度情報を用い、試料のプロダクトイオンスペクトルのピークの相対強度と第2データに含まれる相対強度との差が小さい程、類似度が高くなるようにしてもよい。強度情報を用いず、質量情報から類似度を算出してもよい。
 なお、第2データがマススペクトルに対応するデータの場合、マススペクトルのピークに対応するm/zおよびピーク強度またはピーク面積等を算出し、上記と同様の処理を行うことができる。試料のプロダクトイオンスペクトルと第2データのマススペクトルのパターンが類似しているかに基づいて、類似度を算出してもよい。
 データ解析部54は、同定された試料に含まれる化合物の名称等の、データ解析により得られた情報を、記憶部43等に記憶させる。
 出力制御部55は、データ解析部54のデータ解析により得られた情報を、出力部44に出力させる。出力制御部55は、試料のプロダクトイオンスペクトル、試料に含まれる化合物の名称および、当該化合物に対応する第2データから作成したマススペクトルを出力することができる。このマススペクトルは、例えば、図3のように、横軸をm/z、縦軸を強度とし、横軸における第2データに含まれるm/zの位置に、縦軸に沿って線分でピークを模式的に示すことで作成することができる。この線分の長さで強度を示すことができる。ユーザは、上記情報により試料に含まれる化合物を知ることができるほか、このように作成された化合物のマススペクトルと試料のプロダクトイオンスペクトルとを見て比較することができる。
 図4は、本実施形態の質量分析方法の流れを示すフローチャートである。ステップS1001において、測定部100は、試料の質量分析を行う。ステップS1001が終了したら、ステップS1003が開始される。ステップS1003において、取得部51は、試料の質量分析における衝突エネルギー(CE)を取得する。ステップS1003が終了したらステップS1005が開始される。
 ステップS1005において、データ作成部53は、第1DB430の複数の第1データを参照し、第2データを作成する。ステップS1005が終了したら、ステップS1007が開始される。ステップS1007において、データ解析部54は、試料の質量分析で得られたデータを解析する。ステップS1007が終了したら、処理が終了される。 
 次のような変形も本発明の範囲内であり、上述の実施形態と組み合わせることが可能である。以下の変形例において、上述の実施形態と同様の構造、機能を示す部位に関しては、同一の符号で参照し、適宜説明を省略する。
(変形例1)
 上述の実施形態の質量分析装置1は液体クロマトグラフ‐四重極飛行時間型質量分析計としたが、プロダクトイオンスペクトルを取得することができる質量分析計であれば特に限定されない。質量分析計20を、3段階以上の質量分析が可能なものとし、試料の質量分析を3段階以上で行ってもよい。質量分析装置1は、LCを備えなくてもよい。また質量分析装置1は、LC以外のガスクロマトグラフ等の試料を分離する装置を備えてもよい。イオン化の方法は上述のESIまたはAPCIに限定されず、電子イオン化(Electron Ionization; EI)またはマトリックス支援レーザー脱離イオン化(Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization; MALDI)等、試料および装置構成に適したものを用いることができる。
 また、質量分析計20の各部は、図1に示された構成に限定されず、異なる複数のCEによりCIDを行い、CIDにより生成されたイオンを検出できれば、質量分析計20の各部の構成は特に限定されない。質量分析計20を図1に示すような直交加速型以外の飛行時間型質量分析計としてもよい。さらに、質量分析計20を図1に示すようなリフレクトロン型ではなく、リニア型またはマルチターン型の飛行時間型の質量分析計としてもよい。
(変形例2)
 質量分析装置1の情報処理機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録された、上述したデータ生成部53およびデータ解析部54の処理を含む測定、解析および表示の処理およびそれに関連する処理の制御に関するプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行させてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OS(Operating System)や周辺機器のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、光ディスク、メモリカード等の可搬型記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持するものを含んでもよい。また上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせにより実現するものであってもよい。
 また、パーソナルコンピュータ(以下、PCと記載)等に適用する場合、上述した制御に関するプログラムは、CD-ROM等の記録媒体やインターネット等のデータ信号を通じて提供することができる。図5はその様子を示す図である。PC950は、CD-ROM953を介してプログラムの提供を受ける。また、PC950は通信回線951との接続機能を有する。コンピュータ952は上記プログラムを提供するサーバーコンピュータであり、ハードディスク等の記録媒体にプログラムを格納する。通信回線951は、インターネット、パソコン通信などの通信回線、あるいは専用通信回線などである。コンピュータ952はハードディスクを使用してプログラムを読み出し、通信回線951を介してプログラムをPC950に送信する。すなわち、プログラムをデータ信号として搬送波により搬送して、通信回線951を介して送信する。このように、プログラムは、記録媒体や搬送波などの種々の形態のコンピュータ読み込み可能なコンピュータプログラム製品として供給できる。
(態様)
 上述した複数の例示的な実施形態またはその変形は、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で得られたデータの解析方法は、試料の質量分析において、前記試料に由来するイオンを、異なる複数の第1の値の衝突エネルギーにより衝突誘起解離に供し、前記衝突誘起解離により生成される第1イオンを検出する際の、前記複数の第1の値または前記複数の第1の値の範囲を示す情報を取得することと、化合物、および、衝突エネルギーの第2の値に対応づけられた、前記化合物が前記第2の値の衝突エネルギーにより衝突誘起解離された場合に生成される第2イオンのm/zを示す第1データを参照し、各化合物について、前記複数の第1の値に対応する複数の第2の値に対応づけられた複数の第1データを統合した第2データを生成することと、前記第2データを用いて前記質量分析で得られたデータを解析することとを備える。これにより、2段階以上の質量分析において、1つのマススペクトルに複数の衝突エネルギーが対応する場合に、予め得られたCIDで生成されるイオンのデータを用いて解析を行う際の精度の低下を抑制することができる。
(第2項)他の一態様に係る質量分析で得られたデータの解析方法では、第1項に記載の質量分析で得られたデータの解析方法において、前記第1データは、前記第2イオンのm/zを含むデータ、または、前記第2イオンに対応するピークを含むマススペクトルに対応するデータである。これにより、過去に得られたマススペクトルに基づくデータを用いて測定データを解析することができる。
(第3項)他の一態様に係る質量分析で得られたデータの解析方法では、第2項に記載の質量分析で得られたデータの解析方法において、前記第2データは、前記複数の第1データにおける複数のm/zの値を含むか、または、前記複数の第1データにおける複数のマススペクトルに含まれる複数のピークを含むマススペクトルのデータである。これにより、検出されたイオンのm/zと、予め得られたデータのm/zとの対応を用いて測定データを解析することができる。
(第4項)他の一態様に係る質量分析で得られたデータの解析方法では、第1項から第3項までのいずれかに記載の質量分析で得られたデータの解析方法において、前記情報は、前記複数の第1の値の範囲を示す2以上の個数の値である。これにより、質量分析における衝突エネルギーの値および範囲を適切に設定することができる。
(第5項)他の一態様に係る質量分析で得られたデータの解析方法では、第1項から第4項までのいずれかに記載の質量分析データの解析方法において、前記第2データの生成では、前記複数の第1の値のうち最も小さな値と、最も大きな値とに基づいて、前記複数の第1の値に対応する前記複数の第2の値が設定される。これにより、質量分析で設定した複数の衝突エネルギーに対応する第1データを効率よく設定することができる。
(第6項)他の一態様に係る質量分析で得られたデータの解析方法では、第1項から第5項までのいずれかに記載の質量分析で得られたデータの解析方法において、前記質量分析では、飛行時間型質量分析により前記第1イオンが質量分離される。これにより、数千以上等の高いm/zを有するイオンを好適に質量分離することができる。また、衝突エネルギーを連続的に変化させたり、細かく段階的に変化させる際に効率よく測定データを取得することができる。
(第7項)一態様に係る質量分析方法は、試料の質量分析を行うことと、第1項から第5項までのいずれかに記載の質量分析で得られたデータの解析方法により前記質量分析で得られたデータを解析することとを備える。これにより、2段階以上の質量分析において、1つのマススペクトルに複数の衝突エネルギーが対応する場合に、予め得られたCIDで生成されるイオンのデータを用いて解析を行う際の精度の低下を抑制することができる。
(第8項)一態様に係るプログラムでは、試料の質量分析において、前記試料に由来するイオンを、異なる複数の第1の値の衝突エネルギーにより衝突誘起解離に供し、前記衝突誘起解離により生成される第1イオンを検出する際の、前記複数の第1の値または前記複数の第1の値の範囲を示す情報を取得する取得処理(図4のフローチャートのステップS1003に対応)と、化合物、および、衝突エネルギーの第2の値に対応づけられた、前記化合物が前記第2の値の衝突エネルギーにより衝突誘起解離された場合に生成される第2イオンのm/zを示す第1データを参照し、各化合物について、前記複数の第1の値に対応する複数の第2の値に対応づけられた複数の第1データを統合した第2データを生成する生成処理(ステップS1005に対応)と、前記第2データを用いて前記質量分析で得られたデータを解析する解析処理(ステップS1007に対応)とを処理装置に行わせるためのものである。これにより、2段階以上の質量分析において、1つのマススペクトルに複数の衝突エネルギーが対応する場合に、予め得られたCIDで生成されるイオンのデータを用いて解析を行う際の精度の低下を抑制することができる。
 本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
1…質量分析装置、10…LC、20…質量分析計、21…イオン化室、23…第1質量分離部、24…コリジョンセル、30…分析室、40…情報処理部、43…記憶部、50…制御部、51…取得部、52…装置制御部、53…データ生成部、54…データ解析部、100…測定部、320…加速部、330…フライトチューブ、340…リフレクトロン電極、360…検出部、430…第1データベース、In…試料イオン、P…プリカーサーイオンに対応するピーク、M1A,M1B,M1C,M2…マススペクトル、P1,P2,P3,P10,P20,P30,P40,PM…プロダクトイオンに対応するピーク。

Claims (8)

  1.  試料の質量分析において、前記試料に由来するイオンを、異なる複数の第1の値の衝突エネルギーにより衝突誘起解離に供し、前記衝突誘起解離により生成される第1イオンを検出する際の、前記複数の第1の値または前記複数の第1の値の範囲を示す情報を取得することと、
     化合物、および、衝突エネルギーの第2の値に対応づけられた、前記化合物が前記第2の値の衝突エネルギーにより衝突誘起解離された場合に生成される第2イオンのm/zを示す第1データを参照し、各化合物について、前記複数の第1の値に対応する複数の第2の値に対応づけられた複数の第1データを統合した第2データを生成することと、
     前記第2データを用いて前記質量分析で得られたデータを解析することとを備える、質量分析で得られたデータの解析方法。
  2.  請求項1に記載の質量分析で得られたデータの解析方法において、
     前記第1データは、前記第2イオンのm/zを含むデータ、または、前記第2イオンに対応するピークを含むマススペクトルに対応するデータである、質量分析で得られたデータの解析方法。
  3.  請求項2に記載の質量分析で得られたデータの解析方法において、
     前記第2データは、前記複数の第1データにおける複数のm/zの値を含むか、または、前記複数の第1データにおける複数のマススペクトルに含まれる複数のピークを含むマススペクトルのデータである、質量分析で得られたデータの解析方法。
  4.  請求項1から3までのいずれか一項に記載の質量分析で得られたデータの解析方法において、
     前記情報は、前記複数の第1の値の範囲を示す2以上の個数の値である、質量分析で得られたデータの解析方法。
  5.  請求項1から4までのいずれか一項に記載の質量分析で得られたデータの解析方法において、
     前記第2データの生成では、前記複数の第1の値のうち最も小さな値と、最も大きな値とに基づいて、前記複数の第1の値に対応する前記複数の第2の値が設定される、質量分析で得られたデータの解析方法。
  6.  請求項1から5までのいずれか一項に記載の質量分析で得られたデータの解析方法において、
     前記質量分析では、飛行時間型質量分析により前記第1イオンが質量分離される、質量分析で得られたデータの解析方法。
  7.  試料の質量分析を行うことと、
     請求項1から5までのいずれか一項に記載の質量分析で得られたデータの解析方法により前記質量分析で得られたデータを解析することとを備える質量分析方法。
     
  8.  試料の質量分析において、前記試料に由来するイオンを、異なる複数の第1の値の衝突エネルギーにより衝突誘起解離に供し、前記衝突誘起解離により生成される第1イオンを検出する際の、前記複数の第1の値または前記複数の第1の値の範囲を示す情報を取得する取得処理と、
     化合物、および、衝突エネルギーの第2の値に対応づけられた、前記化合物が前記第2の値の衝突エネルギーにより衝突誘起解離された場合に生成される第2イオンのm/zを示す第1データを参照し、各化合物について、前記複数の第1の値に対応する複数の第2の値に対応づけられた複数の第1データを統合した第2データを生成する生成処理と、
     前記第2データを用いて前記質量分析で得られたデータを解析する解析処理とを処理装置に行わせるためのプログラム。
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