WO2024004335A1 - 質量分析方法及び質量分析装置 - Google Patents

質量分析方法及び質量分析装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2024004335A1
WO2024004335A1 PCT/JP2023/015198 JP2023015198W WO2024004335A1 WO 2024004335 A1 WO2024004335 A1 WO 2024004335A1 JP 2023015198 W JP2023015198 W JP 2023015198W WO 2024004335 A1 WO2024004335 A1 WO 2024004335A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mass
charge ratio
ion
ions
candidate molecule
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/015198
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
秀典 ▲高▼橋
大樹 浅川
Original Assignee
株式会社島津製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社島津製作所 filed Critical 株式会社島津製作所
Publication of WO2024004335A1 publication Critical patent/WO2024004335A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating 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 a mass spectrometry method and a mass spectrometer.
  • Heterocyclic compounds are compounds with rings composed of multiple types of elements, and are often contained in pharmaceuticals and biological samples. Therefore, heterocyclic compounds contained in samples are analyzed in order to develop new medicines or search for biomarkers for disease discovery.
  • the CID (Collision Induced Dissociation) method is known as one of the typical methods for analyzing compounds contained in a sample.
  • precursor ions are given energy and accelerated, and then repeatedly collided with an inert gas such as argon to cleave the precursor ions and generate product ions.
  • the product ions thus generated are separated and detected according to their mass-to-charge ratio to obtain a product ion spectrum.
  • a plurality of candidate compounds are estimated from the mass-to-charge ratio of the precursor ion, and the product ions generated when these candidate compounds are cleaved are theoretically estimated to create a virtual product ion spectrum for each candidate compound.
  • Compounds contained in the sample are then identified based on the degree of agreement between the product ion spectrum obtained by actually measuring the sample and the virtual product ion spectra of the plurality of candidate compounds.
  • the collision-induced dissociation method is an ion dissociation method that accumulates energy in the precursor ion and causes it to cleave.Since the energy is dispersed throughout the precursor ion's molecule, the selectivity of the position where the precursor ion cleaves is low. Furthermore, the position at which the precursor ion cleaves varies depending on the magnitude of the collision energy and the gas pressure of the collision gas, and the spectral pattern of the product ion changes significantly. Therefore, even if the product ions generated from each candidate compound are estimated theoretically, it is difficult to obtain a virtual product ion spectrum that has a high degree of agreement with the product ion spectrum obtained in actual measurements. As a result, there is a problem in that there are many candidate compounds whose product ion spectra have similar degrees of agreement, making it impossible to narrow down the candidate compounds and making it difficult to identify sample components with high accuracy.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a technique that can improve the identification accuracy of sample components.
  • Product ions are generated by irradiating precursor ions derived from sample components with oxygen radicals, hydroxyl radicals, or nitrogen radicals, separating and detecting the product ions according to their mass-to-charge ratio; Determining a candidate molecule based on the mass-to-charge ratio of the precursor ion, assuming that the sample component is a compound having a heterocycle containing a double bond between carbon atoms; Calculating the mass-to-charge ratio of a virtual product ion that is assumed to be generated by cleavage of the heterocycle or the bond adjacent to the heterocycle of the precursor ion of the candidate molecule, It is determined whether the sample component is the candidate molecule by comparing the mass-to-charge ratio of the detected product ion and the mass-to-charge ratio of the virtual product ion.
  • the mass spectrometer according to the present invention which was made to solve the above problems, a reaction chamber into which precursor ions derived from sample components are introduced;
  • the precursor ions introduced into the reaction chamber are irradiated with oxygen radicals, hydroxyl radicals, or nitrogen radicals, and product ions generated from the precursor ions by the irradiation with the radicals are separated and detected according to their mass-to-charge ratio.
  • a measurement execution unit a candidate molecule estimation unit that calculates a candidate molecule based on the mass-to-charge ratio of the precursor ion, assuming that the sample component is a compound having a heterocycle containing a double bond between carbon atoms; the virtual product ion estimation unit that calculates the mass-to-charge ratio of a virtual product ion that is assumed to be generated by cleavage of the heterocycle or a bond adjacent to the heterocycle of the precursor ion of the candidate molecule; and a determination unit that determines whether the sample component is the candidate molecule by comparing the mass-to-charge ratio of the detected product ion and the mass-to-charge ratio of the virtual product ion.
  • the present inventor discovered that when a heterocyclic compound containing a double bond between carbon atoms is irradiated with an oxygen radical, a hydroxyl radical, or a nitrogen radical, radicals are generated at the site of the double bond between the carbon atoms contained in the heterocycle. It was discovered that radical-induced dissociation proceeds from the attached site as a starting point. In radical-induced dissociation of heterocyclic compounds, in most cases, the precursor ion is cleaved directly at the double bond to which the radical is attached; The precursor ion may also be cleaved at the bond adjacent to the heterocycle.
  • candidate molecules are determined based on the mass-to-charge ratio of precursor ions on the assumption that the sample component is a compound having a heterocycle containing a double bond between carbon atoms. Then, we calculate the mass-to-charge ratio of the virtual product ion that is assumed to be generated by the cleavage of the heterocycle of the precursor ion of the candidate molecule or the bond adjacent to the heterocycle, and calculate the mass-to-charge ratio of the product ion detected in the actual measurement. Compare with mass-to-charge ratio. If these mass-to-charge ratios match, it is determined that the sample component is the candidate molecule.
  • the sample component is not a heterocyclic compound containing a double bond between carbon atoms.
  • compound candidates can be narrowed down and the identification accuracy of the sample component can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a liquid chromatograph mass spectrometer that is an embodiment of a mass spectrometer according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a radical generating section in the mass spectrometer of this example.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a radical transport route in the mass spectrometer of the present example.
  • 1 is a flowchart of an embodiment of a mass spectrometry method according to the present invention.
  • Embodiments of the mass spectrometer and mass spectrometry method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the purpose of this embodiment is to identify unknown compounds contained in samples to be analyzed. For example, unknown compounds contained in samples of biological origin or environmental substances can be identified, and lead compounds of drugs or It can be suitably used when searching for compounds that serve as disease biomarkers.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of main parts of a liquid chromatograph mass spectrometer 100 in which a mass spectrometer 1 of this embodiment is combined with a liquid chromatograph 2.
  • the liquid chromatograph 2 includes a mobile phase container 20 containing a mobile phase, a liquid feeding pump 21 for feeding the mobile phase, an injector 22, and a column 23. Further, an autosampler 24 is connected to the injector 22 for introducing a plurality of liquid samples into the injector in a predetermined order.
  • the mass spectrometer 1 includes a main body consisting of an ionization chamber 10 at approximately atmospheric pressure and a vacuum chamber, and a control/processing section 6. Inside the vacuum chamber, in order from the ionization chamber 10 side, a first intermediate vacuum chamber 11, a second intermediate vacuum chamber 12, a third intermediate vacuum chamber 13, and an analysis chamber 14 are provided, and the degree of vacuum is changed in this order. It has a multi-stage differential exhaust system configuration.
  • the ionization chamber 10 is equipped with an electrospray ionization probe (ESI probe) 101 that applies an electric charge to a liquid sample and sprays it. Sample components separated by the column 23 of the liquid chromatograph 2 are sequentially introduced into the ESI probe 101 .
  • ESI probe electrospray ionization probe
  • the ionization chamber 10 and the first intermediate vacuum chamber 11 communicate with each other through a narrow heating capillary 102.
  • An ion lens 111 is disposed in the first intermediate vacuum chamber 11, which is composed of a plurality of ring-shaped electrodes having different diameters and focuses ions near the ion optical axis C, which is the central axis of the ion flight path.
  • the first intermediate vacuum chamber 11 and the second intermediate vacuum chamber 12 are separated by a skimmer 112 having a small hole at the top.
  • an ion guide 121 is arranged, which is composed of a plurality of rod electrodes arranged so as to surround the ion optical axis C, and focuses ions in the vicinity of the ion optical axis C.
  • the third intermediate vacuum chamber 13 includes a quadrupole mass filter 131 that separates ions according to their mass-to-charge ratio, a collision cell 132 that includes a multipole ion guide 133, and a collision cell 132 that stores ions emitted from the collision cell 132.
  • An ion guide 134 for transport is arranged.
  • the ion guide 134 is composed of a plurality of ring-shaped electrodes having the same diameter.
  • a collision gas supply section 4 is connected to the collision cell 132.
  • the collision gas supply section 4 includes a collision gas source 41, a gas introduction channel 42 that introduces gas from the collision gas source 41 to the collision cell 132, and a valve 43 that opens and closes the gas introduction channel 42.
  • a collision gas source 41 for example, an inert gas such as nitrogen gas or argon gas is used as the collision gas.
  • the radical supply section 5 is also connected to the collision cell 132.
  • the radical supply unit 5 has a configuration similar to that described in Patent Document 5 and Non-Patent Document 1.
  • the radical supply unit 5 includes a radical source 54 in which a radical generation chamber 51 is formed, a vacuum pump (not shown) that evacuates the radical generation chamber 51, and a gas (not shown) that is a raw material for radicals.
  • a raw material gas supply source 52 that supplies raw material gas
  • a high frequency power supply section 53 are provided.
  • a valve 56 for adjusting the flow rate of the raw material gas is provided in the flow path from the raw material gas supply source 52 to the radical generation chamber 51.
  • FIG. 2 shows the radical source 54 in cross-section.
  • the radical source 54 has a tubular body 541 made of a dielectric material such as alumina (for example, aluminum oxide, quartz, aluminum nitride), and the internal space thereof serves as the radical generation chamber 51.
  • the tubular body 541 is inserted into a hollow cylindrical magnet 544 and fixed by a plunger 545 .
  • a spiral antenna 542 (dashed line in FIG. 2) is wound around the outer periphery of a portion of the tubular body 541 located inside the magnet 544.
  • the radical source 54 is provided with a high frequency power input section 546. High frequency power is supplied from the high frequency power supply section 53 to the high frequency power input section 546 . Further, the radical source 54 includes a flange 547 for fixing the tip portion of the radical source 54. Inside the flange 547, a hollow cylindrical magnet 548, which is paired with the magnet 544 and has the same diameter as the magnet 544, is accommodated. A magnetic field is generated inside the tubular body 541 (radical generation chamber 51) by the magnets 544 and 548, and its action facilitates generation and maintenance of plasma.
  • a transport pipe 58 for transporting radicals generated within the radical generation chamber 51 to the collision cell 132 is connected to the outlet end of the radical source 54 via a valve 582.
  • the transport tube 58 is an insulating tube, and for example, a quartz glass tube or a borosilicate glass tube can be used.
  • a plurality of head portions 581 are provided in a portion of the transport pipe 58 that is disposed along the wall surface of the collision cell 132.
  • Each head portion 581 is provided with an inclined cone-shaped irradiation port, and radicals are irradiated in a direction intersecting the central axis of the ion flight direction (ion optical axis C).
  • the ions flying inside the collision cell 132 can be evenly irradiated with radicals.
  • the analysis chamber 14 includes an ion transport electrode 141 for transporting ions incident from the third intermediate vacuum chamber 13, and a pair of push-out electrodes 1421 arranged oppositely across the ion incident optical axis (orthogonal acceleration region).
  • An orthogonal accelerating electrode 142 consisting of a retraction electrode 1422, an accelerating electrode 143 that accelerates ions sent into the flight space by the orthogonal accelerating electrode 142, a reflectron electrode 144 that forms a folded trajectory of ions in the flight space, an ion detector 145, and a flight tube 146 defining the outer edge of the flight space.
  • the ion detector 145 is, for example, an electron multiplier or a microchannel plate.
  • the control/processing unit 6 has a function of controlling the operations of the above-mentioned units and storing and analyzing data obtained by the ion detector 145.
  • the control/processing section 6 includes a storage section 61 .
  • the storage unit 61 also stores a method file that describes measurement conditions for performing measurements to be described later, and information for converting ion flight time into ion mass-to-charge ratio.
  • the control/processing unit 6 includes a measurement control unit 62, a candidate molecule estimation unit 63, a virtual product ion estimation unit 64, and a determination unit 65 as functional blocks.
  • the substance of the control/processing unit 6 is a general personal computer to which an input unit 7 and a display unit 8 are connected, and the above functional blocks are realized by executing a pre-installed mass spectrometry program on a processor. be done.
  • the measurement control section 62 of this embodiment operates together with the liquid chromatograph 2 and the mass spectrometer 1 as a measurement execution section according to the present invention.
  • Mass Spectrometry Procedure in the Present Embodiment an analysis procedure using the liquid chromatograph mass spectrometer 100 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • This analysis example aims to search for unknown components, especially heterocyclic compounds, contained in a liquid sample.
  • the measurement control unit 62 When the user introduces the sample to be analyzed into the autosampler 24 and instructs the start of analysis, the measurement control unit 62 first evacuates the inside of the radical generation chamber 51 to a predetermined degree of vacuum using a vacuum pump, and then removes the raw material gas supply source. A raw material gas (water vapor in this embodiment) is introduced from 52 into the radical generation chamber 51 at a predetermined flow rate. At this time, the high frequency power supply section 53 is not operated and the valve 58 is also closed.
  • the measurement control unit 62 injects the liquid sample from the autosampler 24 into the injector 22 (step 1).
  • the liquid sample injected into the injector 22 is introduced into the column 23 along with the flow of the mobile phase sent from the mobile phase container 20 by the liquid sending pump 21 .
  • Components in the liquid sample are separated inside the column 23, and sequentially introduced into the ESI probe 101 of the mass spectrometer 1 and ionized.
  • the measurement control unit 62 first repeatedly performs MS scan measurement without irradiating radicals.
  • MS scan measurement without radical irradiation When ions are detected with an intensity above a predetermined threshold in MS scan measurement, MS scan measurement without radical irradiation, product ion scan measurement using CID (hereinafter also referred to as "CID measurement”), or irradiation with oxygen radicals is performed.
  • CID measurement product ion scan measurement using CID
  • ions generated by the ESI probe 101 are transported as they are to the orthogonal accelerating electrode 142 without mass separation, and sent into the flight space, where they are flown along a predetermined flight path.
  • the ions are sequentially detected by the ion detector 145.
  • the output signals from the ion detector 145 are sequentially transmitted to the control/processing section 60 and stored in the storage section 61.
  • the measurement data is converted into an ion mass-to-charge ratio based on the information stored in the storage unit 61.
  • MS spectrum data is created from (Step 2).
  • MS spectra (data) created from MS scan measurements without radical irradiation will also be referred to as “MS spectra (data) without radical irradiation.”
  • the valve 58 of the radical supply section 5 is opened at the same time as the start of the measurement to introduce water vapor into the interior of the collision cell 132.
  • an inert gas such as argon gas is supplied from the collision gas supply section 4 to the collision cell 132, but in this analysis example, when performing radical adhesion and dissociation measurement after CID measurement, radicals are transferred from the collision gas to the collision cell 132.
  • water vapor is supplied from the raw material gas supply source 52 of the radical supply section 5.
  • the ions generated by the ESI probe 101 enter the front-stage quadrupole mass filter 131 to select precursor ions, are given a predetermined amount of collision energy, and enter the collision cell 132 .
  • the high-frequency power supply section 53 of the radical supply section 5 is operated at the same time as the start of the measurement, and radicals are generated from water vapor in the radical generation chamber 51.
  • the radicals generated here include oxygen radicals.
  • the generated radicals are introduced into the collision cell 132.
  • the ions generated by the ESI probe 101 are directly introduced into the collision cell 132 without being subjected to mass separation by the front-stage quadrupole mass filter 131, and product ions are generated by attaching oxygen radicals to a part of the ions. .
  • the product ions mentioned here include fragment ions that are generated when ions generated from sample components are dissociated by a radical adhesion reaction, and adduct ions in which radicals are attached to the same ions. These product ions are transported to the orthogonal accelerating electrode 142 together with unreacted ions and sent out into the flight space, and after flying along a predetermined flight path, are sequentially detected by the ion detector 145. Simultaneously with the end of the MS scan measurement for irradiating oxygen radicals (or after the end of the measurement of the sample to be analyzed), the flight time of the ion is converted into the mass-to-charge ratio of the ion based on the information stored in the storage unit 61, MS spectrum data is created (step 4).
  • the MS spectrum (data) created from MS scan measurement using oxygen radical irradiation will also be referred to as "radical irradiation MS spectrum (data)."
  • precursor ions are selected from the ions generated by the ESI probe 101 using the pre-quadrupole mass filter 131 and sent to the collision cell 132. incident. Inside the collision cell 132, oxygen radicals attach to precursor ions and product ions are generated.
  • the product ions referred to herein include fragment ions generated by dissociation of precursor ions derived from sample components through a radical adhesion reaction, and adduct ions in which radicals are attached to the precursor ions.
  • the candidate molecule estimation unit 63 determines the accurate mass of the precursor ion from the MS spectrum data without radical irradiation, and determines the candidate molecule from the accurate mass (Step 6). Since the time-of-flight mass separator used in this embodiment can obtain the accurate mass of the ion, the compositional formula can be estimated from the accurate mass of the precursor ion, and the possible molecular structures can be estimated from the compositional formula to find candidate molecules. Can be done.
  • the number of candidate molecules sought here is not limited to one, but usually there may be multiple.
  • the candidate molecule estimation unit 63 theoretically estimates fragment ions that can be generated from the molecular structure of each candidate molecule by computer calculation (in silico) to create theoretical CID spectrum data (step 7).
  • the candidate molecule estimation unit 63 is not limited to creating a theoretical CID spectrum by itself, and may create a theoretical CID spectrum by accessing an external site via a network such as the Internet. For example, MetFlag is known as such a site.
  • the candidate molecule estimating unit 63 compares the mass peak in the theoretical CID spectrum data with the mass peak in the measured CID spectrum data, and calculates the degree of coincidence (score) between the two spectrum data from among the previously determined candidate molecules based on a predetermined standard.
  • the candidate molecules are narrowed down to the following (step 8).
  • the candidate molecule estimation unit 63 next compares the mass peaks present in the MS spectrum data without radical irradiation and the MS spectrum data with radical irradiation. Then, it is confirmed whether or not there is a mass peak corresponding to an adduct ion with an oxygen radical attached to the precursor ion in the MS spectrum data with radical irradiation, and if the adduct ion is present, the sample component is a heterocyclic ring. It is estimated that the compound is likely to be a compound of formula (Step 9).
  • a predetermined value is added to the score of the candidate molecule that is a heterocyclic compound (or/and (subtract a predetermined value from the score). Conversely, if it is estimated that there is a high possibility that the sample component is not a heterocyclic compound, a predetermined value is added to the score of the candidate molecule other than the heterocyclic compound (or/and the score of the candidate molecule of the heterocyclic compound is (subtract a predetermined value from the score).
  • the virtual product ion estimating unit 64 selects a compound having a heterocyclic ring containing a double bond between carbon atoms (hereinafter, this heterocyclic compound is referred to as a "double bond") from among the candidate molecules narrowed down by the above processing. (also referred to as "heterocyclic compound”), the mass-to-charge ratio of a virtual product ion generated by cleavage of the heterocycle or the bond adjacent to the heterocycle is calculated (step 10).
  • the precursor ion In radical-induced dissociation of heterocyclic compounds, in most cases, the precursor ion is cleaved directly at the double bond to which the radical is attached; The precursor ion may also be cleaved at the bond adjacent to the heterocycle. Therefore, for example, among candidate molecules, if it is known in advance that the heterocycle of the hypothetical molecule is cleaved at the double bond position, the heterocycle is generated by cleavage of the heterocycle at the double bond position. Alternatively, only the mass-to-charge ratio of the virtual product ion may be determined.
  • the mass-to-charge ratio of the virtual product ion generated by cleavage of the heterocycle of the virtual molecule at the position of the double bond is sufficient to obtain both the mass-to-charge ratios of one or more virtual product ions generated by cleavage at a bond position adjacent to .
  • the determination unit 65 determines whether mass peaks corresponding to those virtual product ions are present in the radical attachment and dissociation MS spectrum data. Check whether it is done or not. If a mass peak corresponding to a virtual product ion of any candidate molecule exists, it is determined that the sample component is highly likely to be the candidate molecule (step 11). On the other hand, if there is no mass peak corresponding to the virtual product ion of any candidate molecule, it is determined that there is a high possibility that the sample component is not a double-bonded heterocyclic compound. The determining unit 65 displays the determined results on the screen of the display unit 8 together with the molecular structure of each candidate molecule, information as to whether it is a heterocyclic compound, and the score (step 12).
  • the accurate mass of the precursor ion is calculated based on the MS spectrum data without radical irradiation, the MS spectrum data with radical irradiation, the measured CID spectrum data, and the spectral data with radical irradiation of the sample components.
  • Find candidate molecules Then, a score is calculated by comparing the theoretical CID spectrum and the measured CID spectrum, and the score is added (or subtracted) by estimating whether it is a heterocyclic compound based on the presence or absence of adduct ions. Finally, it is determined whether a mass peak corresponding to a virtual product ion that is assumed to be generated when the sample component is a double-bonded heterocyclic compound exists in the spectrum with radical irradiation.
  • Example ⁇ Example 1> As Example 1, we will explain the results of experiments confirming that the precursor ion of a double-bonded heterocyclic compound dissociates at the position of the double bond contained in the heterocycle by irradiation with oxygen radicals.
  • mequitazine was measured. Mequitazine is a compound having the molecular structure shown in FIG. 5, and is included in pharmaceuticals and the like. FIG. 5 also shows the radical attachment and dissociation mechanism assumed for mequitazine.
  • Figure 6 shows the measured CID spectrum of mequitazine.
  • This actually measured CID spectrum was obtained by CID measurement using an ion (protonated ion) with an observed mass-to-charge ratio of 323.1563 as a precursor ion.
  • the correct compound, mequitazine was ranked 19th in score. Note that in this example, mequitazine, a known compound, is measured, but when measuring an unknown component in a sample, it is unclear at what position the score of the correct compound appears.
  • Figure 7 shows the radical attachment and dissociation MS spectrum of mequitazine. This radical attachment and dissociation MS spectrum was obtained by irradiating a precursor ion with a mass-to-charge ratio of 323.1576 with oxygen radicals generated using water vapor as a source gas.
  • Example 1 candidate molecules that are double-bonded heterocyclic compounds are extracted, and a virtual product ion is generated by dissociating a precursor ion at the position of the double bond contained in these heterocycles.
  • the mass-to-charge ratio was determined, and it was confirmed whether a mass peak of an ion having the mass-to-charge ratio existed on the radical attachment dissociation MS spectrum.
  • the mass peaks m/z: 124.1118 was confirmed. Thereby, it can be estimated that the sample component is likely to be one of these two types of candidate molecules. As a result, the identification accuracy of sample components is improved by narrowing down the number of candidate molecules to two without performing CID measurements on all of the top candidate molecules.
  • Example 2 As Example 2, reserpine, which belongs to an alkaloid that is a type of pharmaceutical, will be explained with reference to FIGS. 9 to 11. Reserpine belongs to a group of compounds called indoles, which have a structure in which a benzene ring and a pyrrole ring are fused, as shown in FIG. FIG. 9 also shows the radical attachment and dissociation mechanism assumed for reserpine.
  • Figure 10 shows the actually measured CID spectrum of reserpine
  • Figure 11 shows the radical attachment and dissociation MS spectrum of reserpine.
  • a mass peak with a mass-to-charge ratio of 450.2128 appears, which corresponds to the product ion generated by the cleavage of the heterocycle of the precursor ion, which is not seen in the measured CID spectrum in Figure 10. ing.
  • Example 3 As Example 3, thiamine (vitamin B1) will be explained with reference to FIGS. 12 and 13.
  • FIG. 12 shows the molecular structure of thiamine and the mechanism of radical attachment and dissociation assumed for thiamine.
  • Figure 13 is a radical attachment and dissociation MS spectrum of thiamine. Also in the radical attachment dissociation MS spectrum in FIG. 13, a mass peak with a mass-to-charge ratio of 138.0669 appears, which corresponds to a product ion generated by cleavage of the heterocycle of the precursor ion. However, compared to the radical attachment and dissociation MS spectrum of mequitazine shown in Figure 7 and the radical attachment and dissociation MS spectrum of reserpine shown in Figure 11, the intensity of the mass peak of the product ion generated by the cleavage of the heterocycle of the precursor ion is small. .
  • the mass spectrometry method and mass spectrometer according to the present invention can be used to analyze not only the compounds listed in Examples 1-3 above but also various heterocyclic compounds. Specifically, for example, it is a heterocyclic compound containing at least one of a boron atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, a sulfur atom, and an oxygen atom in the heterocycle, such as borole, pyrrole, imidazole, phosphole, Thiophene or furan.
  • Specific compound names include, for example, thiamine (vitamin B1), nicotinamide (a type of vitamin B3), pyridoxine (a type of vitamin B6), tryptophan (a type of amino acid), mequitazine (an antihistamine), and reserpine (psychotic). These include tranquilizers and antihypertensive agents), epinastine (a hay fever drug), and clozapine (a schizophrenia drug).
  • MS scan measurement without radical irradiation, CID measurement, MS scan measurement with oxygen radical irradiation, and radical attachment and dissociation measurement were performed, and spectral data was obtained for each, but it is not possible to perform all of these measurements. is not essential in the present invention.
  • radical attachment and dissociation measurement By simply performing radical attachment and dissociation measurement and obtaining a radical attachment and dissociation MS spectrum, it is possible to estimate whether or not the candidate molecule is at least a double-bonded heterocyclic compound.
  • four measurements were performed consecutively, but each measurement may be performed individually. In that case, an inert gas such as argon gas may be supplied from the collision gas supply unit 4 during CID measurement.
  • the molecular structure that can be obtained from the accurate mass-to-charge ratio of the precursor ion determined from the MS spectrum without radical irradiation is limited, or when the analysis results using methods other than mass spectrometry, such as nuclear magnetic resonance or crystal sponge method, If the number of candidate molecules estimated from the based molecular structure is less than a certain number (for example, 10 or less), CID measurement and score calculation based on comparison of the mass peak of the theoretical CID spectrum and the mass peak of the measured CID spectrum are omitted. You may.
  • Adduct ions to which oxygen radicals are attached also appear in radical attachment dissociation MS spectra, but if the sample to be analyzed contains oxides, ions with the same mass-to-charge ratio as ions to which oxygen radicals are attached are removed from the oxides. may be generated, and it may not be possible to distinguish between the two. Therefore, it is preferable to confirm the presence or absence of adduct ions by separately performing MS scan measurement without irradiation with radicals and MS scan measurement with irradiation with oxygen radicals, as described above, and comparing the two.
  • the raw material gas (water vapor or oxygen gas) used in radical adhesion and dissociation measurements can be substituted with oxygen with a mass number of 18.
  • the presence or absence of adduct ions may be determined based on the presence or absence of adduct ions to which certain oxygen is attached.
  • a gas chromatograph mass spectrometer may be used, or the compound may be isolated by another method and subjected to mass spectrometry alone without using a chromatograph.
  • an orthogonal acceleration time-of-flight type mass filter is used as the latter stage mass filter, but a multi-turn type mass filter, a magnetic field sector type mass filter, etc. can also be used.
  • the configurations of the radical supply section and the radical transport pipe described in the above embodiments are merely examples, and can be changed as appropriate.
  • the accurate mass may be any mass that has an accuracy to the extent that the compositional formula of the compound that is the unknown sample can be estimated from the precursor ion based on the accurate mass-to-charge ratio.
  • the accurate mass is calculated with an accuracy of four decimal places, but the required accuracy varies depending on the characteristics of the compound to be measured (number of compounds with similar structures, etc.), and the accuracy described in the example above is It is not limited to.
  • a hydroxyl radical or a nitrogen radical may be used instead of an oxygen radical. From radical attachment and dissociation measurements conducted by the present inventors, it has been found that when these three types of radicals are irradiated to various compounds, they exhibit common dissociation characteristics.
  • hydroxyl radicals or nitrogen radicals may also be irradiated. Hydroxyl radicals are generated together with oxygen radicals from the water vapor used in the above examples.
  • nitrogen radicals can be generated from air or nitrogen gas.
  • oxygen gas or ozone gas may be used as the raw material gas when irradiating oxygen radicals as in the above example.
  • the precursor ions passing through the collision cell 132 were irradiated with radicals, but an ion trap may be used in place of the collision cell 132, and the precursor ions may be captured in the ion trap and irradiated with radicals.
  • a mass spectrometry method includes: Product ions are generated by irradiating precursor ions derived from sample components with oxygen radicals, hydroxyl radicals, or nitrogen radicals, separating and detecting the product ions according to their mass-to-charge ratio; Based on the mass-to-charge ratio of the precursor ion, a candidate molecule is determined based on the assumption that the sample component is a compound having a heterocycle containing a double bond between carbon atoms; Calculating the mass-to-charge ratio of a virtual product ion that is assumed to be generated by cleavage of the heterocycle or the bond adjacent to the heterocycle of the precursor ion of the candidate molecule, It is determined whether the sample component is the candidate molecule by comparing the mass-to-charge ratio of the detected product ion and the mass-to-charge ratio of the virtual product ion.
  • a mass spectrometer includes: a reaction chamber into which precursor ions derived from sample components are introduced; The precursor ions introduced into the reaction chamber are irradiated with oxygen radicals, hydroxyl radicals, or nitrogen radicals, and product ions generated from the precursor ions by the irradiation with the radicals are separated and detected according to their mass-to-charge ratio.
  • a measurement execution unit a candidate molecule estimation unit that calculates a candidate molecule based on the mass-to-charge ratio of the precursor ion, assuming that the sample component is a compound having a heterocycle containing a double bond between carbon atoms; the virtual product ion estimation unit that calculates the mass-to-charge ratio of a virtual product ion that is assumed to be generated by cleavage of the heterocycle or a bond adjacent to the heterocycle of the precursor ion of the candidate molecule; and a determination unit that determines whether the sample component is the candidate molecule by comparing the mass-to-charge ratio of the detected product ion and the mass-to-charge ratio of the virtual product ion.
  • the radicals attach to the double bonds between carbon atoms contained in the heterocycle, and the Radical-induced dissociation proceeds starting from the site.
  • the precursor ion is cleaved directly at the double bond to which the radical is attached; The precursor ion may also be cleaved at the bond adjacent to the heterocycle.
  • candidates are determined based on the mass-to-charge ratio of the precursor ion, assuming that the sample component is a compound having a heterocycle containing a double bond between carbon atoms. Find the molecule.
  • the number of candidate molecules determined based on the mass-to-charge ratio of the precursor ion is not limited to one, and a plurality of candidate molecules may exist. Then, for each of the one or more candidate molecules, calculate the mass-to-charge ratio of the virtual product ion that is assumed to be generated by the cleavage of the heterocycle of the precursor ion of the candidate molecule or the bond adjacent to the heterocycle.
  • the mass spectrometry method described in Section 1 and the mass spectrometer described in Section 2 identify compound candidates by determining whether a sample component is a heterocyclic compound containing a double bond between carbon atoms. It is possible to narrow down the sample components and improve the identification accuracy of sample components.
  • the sample component is a heterocyclic compound containing a nitrogen atom or a sulfur atom in the heterocycle.
  • the heterocycle is a pyrrole ring or an imidazole ring.
  • the sample component is a heterocyclic compound containing a nitrogen atom or a sulfur atom
  • the heterocycle of the precursor ion is likely to cleave, such as a pyrrole ring or imidazole ring as described in Section 4.
  • the heterocycle of the precursor ion is particularly susceptible to cleavage. Therefore, with the mass spectrometer described in the third or fourth item, sample components can be identified with higher accuracy.
  • the measurement execution unit obtains product ion spectrum data by separating and detecting product ions generated by collision-induced dissociation of the precursor ion according to the mass-to-charge ratio;
  • the candidate molecule estimation unit determines candidate molecules based on the mass-to-charge ratio of the precursor ion and the product ion spectrum data.
  • the mass spectrometer described in Section 5 further uses the spectral data of product ions generated by collision-induced dissociation of precursor ions to find candidate molecules. Components can be identified.
  • the measurement execution unit acquires first mass spectrum data by separating and detecting ions generated from the sample component according to the mass-to-charge ratio without dissociating the ions, and detects the ions generated from the sample component.
  • the candidate molecule estimation unit estimates that the sample component is a heterocyclic compound based on the presence of adduct ions in the second mass spectral data that are not present in the first mass spectral data.
  • the sample component is a heterocyclic compound
  • the heterocycle of the precursor ion is likely to cleave due to radical attachment, but also adduct ions with radicals attached to the double bond of the heterocycle are also likely to be generated.
  • the mass spectrometer described in item 6 it is possible to determine whether a sample component is a heterocyclic compound based on the presence of such adduct ions.
  • Radical generation chamber 52 For example, Radical generation chamber 52... Raw material gas supply source 53... High frequency power supply Part 54...Radical source 541...Tubular body 542...Spiral antenna 544, 548...Magnet 546...High frequency power injection part 58...Transport tube 6...Control/processing part 61...Storage part 62...Measurement control part 63...Candidate molecule estimation part 64 ...Virtual product ion estimation section 65...Judgment section 7...Input section 8...Display section

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

試料成分由来のプリカーサイオンに対して酸素ラジカル、ヒドロキシルラジカル、又は窒素ラジカルを照射することにより生成されたプロダクトイオンを質量電荷比に応じて分離し検出する測定実行部１、２、６２と、プリカーサイオンの質量電荷比に基づき試料成分が炭素原子間の二重結合を含む複素環を有する化合物であると仮定して候補分子を求める候補分子推定部６３と、候補分子のプリカーサイオンの複素環又は該複素環に隣接する結合が開裂することにより生成されると想定される仮想プロダクトイオンの質量電荷比を算出する仮想プロダクトイオン推定部６４と、検出されたプロダクトイオンの質量電荷比と仮想プロダクトイオンの質量電荷比を比較することにより試料成分が候補分子であるか否かを判定する判定部６５とを備える質量分析装置１００。

Description

質量分析方法及び質量分析装置
　本発明は、質量分析方法及び質量分析装置に関する。
　複素環式化合物は、複数種類の元素で構成された環を持つ化合物であり、医薬品や生体由来の試料に多く含まれる。そこで、新たな医薬品を開発したり疾病を発見するためのバイオマーカを探索したりするために、試料に含まれる複素環式化合物の解析が行われる。
　試料に含まれる化合物を解析する代表的な方法の1つとして、CID（Collision Induced Dissociation: 衝突誘起解離）法が知られている。CID法では、プリカーサイオンにエネルギーを付与して加速し、それをアルゴンなどの不活性ガスに繰り返し衝突させることによりプリカーサイオンを開裂させてプロダクトイオンを生成する。こうして生成されたプロダクトイオンを質量電荷比に応じて分離し検出することによりプロダクトイオンスペクトルを得る。また、プリカーサイオンの質量電荷比から複数の候補化合物を推定し、それら候補化合物が開裂したときに生成されるプロダクトイオンを理論的に推定して各候補化合物の仮想プロダクトイオンスペクトルを作成する。そして、実際に試料を測定して取得したプロダクトイオンスペクトルと、複数の候補化合物の仮想プロダクトイオンスペクトルの一致度に基づいて試料に含まれる化合物を同定する。
国際公開第２０１８／１８６２８６号 国際公開第２０１９／１５５７２５号
Hidenori Takahashi, Yuji Shimabukuro, Daiki Asakawa, Akihito Korenaga, Masaki Yamada, Shinichi Iwamoto, Motoi Wada, Koichi Tanaka, "Identifying Double Bond Positions in Phospholipids Using Liquid Chromatography-Triple Quadrupole Tandem Mass Spectrometry Based on Oxygen Attachment Dissociation", Mass Spedctrometry, Volume 8, Issue 2, Pages S0080, 2020
　衝突誘起解離法はプリカーサイオンにエネルギーを蓄積して開裂させるイオン解離法であり、そのエネルギーがプリカーサイオンの分子全体に分散することから、プリカーサイオンが開裂する位置の選択性が低い。また、衝突エネルギーの大きさや衝突ガスのガス圧によってプリカーサイオンが開裂する位置が異なり、プロダクトイオンのスペクトルパターンが大きく変化する。そのため、各候補化合物から生成されるプロダクトイオンを理論的に推定しても、実際の測定で得られたプロダクトイオンスペクトルと一致度が高い仮想プロダクトイオンスペクトルを得ることは困難である。その結果、プロダクトイオンスペクトルの一致度が同程度である多数の候補化合物が存在して候補化合物を絞り込むことができず、試料成分を高い精度で同定することが難しいという問題があった。
　本発明が解決しようとする課題は、試料成分の同定精度を高めることができる技術を提供することである。
　上記課題を解決するために成された本発明に係る質量分析方法は、
　試料成分由来のプリカーサイオンに対して酸素ラジカル、ヒドロキシルラジカル、又は窒素ラジカルを照射してプロダクトイオンを生成し、
　前記プロダクトイオンを質量電荷比に応じて分離して検出し、
　前記プリカーサイオンの質量電荷比に基づき、前記試料成分が炭素原子間の二重結合を含む複素環を有する化合物であると仮定して候補分子を求め、
　前記候補分子のプリカーサイオンの前記複素環又は該複素環に隣接する結合が開裂することにより生成されると想定される仮想プロダクトイオンの質量電荷比を算出し、
　前記検出されたプロダクトイオンの質量電荷比と、前記仮想プロダクトイオンの質量電荷比を比較することにより前記試料成分が前記候補分子であるか否かを判定する
　ものである。
　また、上記課題を解決するために成された本発明に係る質量分析装置は、
　試料成分由来のプリカーサイオンが導入される反応室と、
　前記反応室に導入されたプリカーサイオンに対して酸素ラジカル、ヒドロキシルラジカル、又は窒素ラジカルを照射し、該ラジカルの照射によって該プリカーサイオンから生成されたプロダクトイオンを質量電荷比に応じて分離し検出する測定実行部と、
　前記プリカーサイオンの質量電荷比に基づき、前記試料成分が炭素原子間の二重結合を含む複素環を有する化合物であると仮定して候補分子を求める候補分子推定部と、
　前記候補分子のプリカーサイオンの前記複素環又は該複素環に隣接する結合が開裂することにより生成されると想定される仮想プロダクトイオンの質量電荷比を算出する前記仮想プロダクトイオン推定部と、
　前記検出されたプロダクトイオンの質量電荷比と、前記仮想プロダクトイオンの質量電荷比を比較することにより前記試料成分が前記候補分子であるか否かを判定する判定部と
　を備える。
　本発明者は、炭素原子間の二重結合を含む複素環式化合物に酸素ラジカル、ヒドロキシルラジカル、又は窒素ラジカルを照射すると、複素環に含まれている炭素原子間の二重結合の部位にラジカルが付着し、その部位を基点としてラジカル誘起解離が進行することを発見した。複素環式化合物のラジカル誘起解離では、多くの場合、ラジカルが付着した二重結合の位置でそのままプリカーサイオンが開裂するが、二重結合に隣接する結合（複素環に含まれる一重結合、又は該複素環に隣接する結合）の位置でプリカーサイオンが開裂する場合もある。本発明では、プリカーサイオンの質量電荷比に基づき、試料成分が炭素原子間の二重結合を含む複素環を有する化合物であると仮定して候補分子を求める。そして、その候補分子のプリカーサイオンの複素環又は複素環に隣接する結合が開裂することにより生成されると想定される仮想プロダクトイオンの質量電荷比を求め、実際の測定で検出されたプロダクトイオンの質量電荷比と比較する。これらの質量電荷比が一致している場合には、試料成分がその候補分子であると判定する。これらの質量電荷比が一致しなかった場合には試料成分が炭素原子間の二重結合を含む複素環式化合物ではない可能性が高い。このように、本発明では試料成分が炭素原子間の二重結合を含む複素環式化合物であるか否かを判定することで化合物の候補を絞り込み、試料成分の同定精度を高めることができる。
本発明に係る質量分析装置の一実施例である液体クロマトグラフ質量分析装置の概略構成図。 本実施例の質量分析装置におけるラジカル生成部の概略構成図。 本実施例の質量分析装置におけるラジカルの輸送経路の概略構成図。 本発明に係る質量分析方法の一実施例に係るフローチャート。 メキタジンの分子構造とラジカル付着解離機構を説明する図。 メキタジンのCIDスペクトル。 メキタジンのラジカル付着解離MSスペクトルスペクトル。 ラジカル付着解離MSスペクトルを用いた解析の結果に基づき絞り込まれた2つの候補分子の分子構造。 レセルピンの分子構造とラジカル付着解離機構を説明する図。 レセルピンのCIDスペクトル。 レセルピンのラジカル付着解離MSスペクトル。 チアミンの分子構造とラジカル付着解離機構を説明する図。 チアミンのラジカル付着解離MSスペクトル。
　本発明に係る質量分析装置及び質量分析方法の実施形態について、以下、図面を参照して説明する。本実施形態は、分析対象試料に含まれる未知の化合物を同定することを目的とするものであり、例えば、生体由来の試料や環境物質に含まれる未知の化合物を同定し、薬剤のリード化合物や疾病のバイオマーカとなる化合物を探索する際に好適に用いることができる。
１．本実施形態の質量分析装置の構成
　図１は、本実施形態の質量分析装置１を液体クロマトグラフ２と組み合わせた液体クロマトグラフ質量分析装置１００の要部構成図である。
　液体クロマトグラフ２は、移動相が収容された移動相容器２０、移動相を送液する送液ポンプ２１、インジェクタ２２、及びカラム２３を備えている。また、インジェクタ２２には複数の液体試料を所定の順番でインジェクタに導入するオートサンプラ２４が接続されている。
　質量分析装置１は、略大気圧であるイオン化室１０と真空チャンバで構成される本体と制御・処理部６を備えている。真空チャンバの内部には、イオン化室１０の側から順に、第１中間真空室１１、第２中間真空室１２、第３中間真空室１３、及び分析室１４を備えており、この順に真空度が高くなる多段差動排気系の構成を有している。
　イオン化室１０には、液体試料に電荷を付与して噴霧するエレクトロスプレイイオン化プローブ（ESIプローブ）１０１が設置されている。ESIプローブ１０１には、液体クロマトグラフ２のカラム２３で分離された試料成分が順次、導入される。
　イオン化室１０と第１中間真空室１１は細径の加熱キャピラリ１０２を通して連通している。第１中間真空室１１には径が異なる複数のリング状の電極で構成され、イオンの飛行経路の中心軸であるイオン光軸Ｃの近傍にイオンを集束させるイオンレンズ１１１が配置されている。
　第１中間真空室１１と第２中間真空室１２は頂部に小孔を有するスキマー１１２で隔てられている。第２中間真空室１２には、イオン光軸Ｃを取り囲むように配置された複数のロッド電極で構成され、該イオン光軸Ｃの近傍にイオンを集束させるイオンガイド１２１が配置されている。
　第３中間真空室１３には、イオンを質量電荷比に応じて分離する四重極マスフィルタ１３１、多重極イオンガイド１３３を内部に備えたコリジョンセル１３２、及びコリジョンセル１３２から放出されたイオンを輸送するためのイオンガイド１３４が配置されている。イオンガイド１３４は同一径の複数のリング状の電極で構成されている。
　コリジョンセル１３２には衝突ガス供給部４が接続されている。衝突ガス供給部４は、衝突ガス源４１、該衝突ガス源４１からコリジョンセル１３２にガスを導入するガス導入流路４２、及び該ガス導入流路４２を開閉するバルブ４３を有している。衝突ガスには、例えば窒素ガスやアルゴンガスといった不活性ガスが用いられる。
　また、コリジョンセル１３２には、ラジカル供給部５も接続されている。ラジカル供給部５は、特許文献５や非特許文献１に記載のものと同様の構成を有している。図２に示すように、ラジカル供給部５は、内部にラジカル生成室５１が形成されたラジカル源５４と、ラジカル生成室５１を排気する真空ポンプ（図示略）と、ラジカルの原料となるガス（原料ガス）を供給する原料ガス供給源５２と、高周波電力供給部５３とを備えている。原料ガス供給源５２からラジカル生成室５１に至る流路には、原料ガスの流量を調整するためのバルブ５６が設けられている。
　図２ではラジカル源５４を断面図で示している。ラジカル源５４は、アルミナ等の誘電体（例えば酸化アルミニウム、石英、窒化アルミニウム）からなる管状体５４１を有しており、その内部空間がラジカル生成室５１となる。管状体５４１は、中空筒状の磁石５４４の内部に挿入された状態でプランジャー５４５により固定される。管状体５４１のうち、磁石５４４の内側に位置する部分の外周にはスパイラルアンテナ５４２（図２の破線）が巻回されている。
　ラジカル源５４には、高周波電力投入部５４６が設けられている。高周波電力投入部５４６には高周波電力供給部５３から高周波電力が供給される。さらに、ラジカル源５４は、該ラジカル源５４の先端部分を固定するためのフランジ５４７を備えている。フランジ５４７の内部には、磁石５４４と対を成す、該磁石５４４と同径の中空筒状の磁石５４８が収容されている。磁石５４４、５４８により管状体５４１の内部（ラジカル生成室５１）に磁場が発生し、その作用によりプラズマの発生及び維持が容易になる。
　ラジカル源５４の出口端にはバルブ５８２を介して、ラジカル生成室５１内で生成されたラジカルをコリジョンセル１３２に輸送するための輸送管５８が接続されている。輸送管５８は絶縁管であり、例えば石英ガラス管やホウケイ酸ガラス管を用いることができる。
　図３に示すように、輸送管５８のうち、コリジョンセル１３２の壁面に沿って配設された部分には、複数のヘッド部５８１が設けられている。各ヘッド部５８１には傾斜したコーン状の照射口が設けられており、イオンの飛行方向の中心軸（イオン光軸Ｃ）と交差する方向にラジカルが照射される。これにより、コリジョンセル１３２の内部を飛行するイオンに対してまんべんなくラジカルを照射することができる。
　分析室１４には、第３中間真空室１３から入射したイオンを輸送するためのイオン輸送電極１４１、イオンの入射光軸（直交加速領域）を挟んで対向配置された１組の押し出し電極１４２１と引き込み電極１４２２からなる直交加速電極１４２、該直交加速電極１４２により飛行空間に送出されるイオンを加速する加速電極１４３、飛行空間においてイオンの折り返し軌道を形成するリフレクトロン電極１４４、イオン検出器１４５、及び飛行空間の外縁を規定するフライトチューブ１４６を備えている。イオン検出器１４５は、例えば電子増倍管やマイクロチャンネルプレートである。
　制御・処理部６は、上記各部の動作を制御するとともに、イオン検出器１４５で得られたデータを保存及び解析する機能を有する。制御・処理部６は、記憶部６１を備えている。記憶部６１には後述する測定を実行する際の測定条件を記載したメソッドファイルや、イオンの飛行時間をイオンの質量電荷比に変換するための情報も保存されている。
　制御・処理部６は、機能ブロックとして、測定制御部６２、候補分子推定部６３、仮想プロダクトイオン推定部６４、及び判定部６５を備えている。制御・処理部６の実体は、入力部７及び表示部８が接続された一般的なパーソナルコンピュータであり、予めインストールされた質量分析用プログラムをプロセッサで実行することにより上記の機能ブロックが具現化される。本実施例の測定制御部６２は、液体クロマトグラフ２及び質量分析装置１ととともに、本発明に係る測定実行部として動作する。
２．本実施形態における質量分析の手順
　次に、本発明に係る質量分析方法の一例として、本実施形態の液体クロマトグラフ質量分析装置１００を用いた分析の手順を、図４を参照して説明する。この分析例は、液体試料に含まれる未知の成分、特に複素環式化合物の探索を目的とするものである。
　使用者が分析対象試料をオートサンプラ２４に導入して分析開始を指示すると、測定制御部６２は、まず、真空ポンプによってラジカル生成室５１の内部を所定の真空度に排気し、原料ガス供給源５２から原料ガス（本実施形態では水蒸気）を所定の流量でラジカル生成室５１に導入する。このとき、高周波電力供給部５３は動作させず、またバルブ５８も閉じておく。
　測定制御部６２は、オートサンプラ２４から液体試料をインジェクタ２２に注入する（ステップ１）。インジェクタ２２に注入された液体試料は、移動相容器２０から送液ポンプ２１により送液される移動相の流れに乗ってカラム２３に導入される。カラム２３の内部で液体試料中の成分は分離され、順次、質量分析装置１のESIプローブ１０１に導入されイオン化される。
　測定制御部６２は、試料成分がESIプローブ１０１に導入されている間、まずラジカルを照射しないMSスキャン測定を繰り返し実行する。MSスキャン測定において予め決められた閾値以上の強度でイオンが検出されると、ラジカルを照射しないMSスキャン測定、CIDによるプロダクトイオンスキャン測定（以下、「CID測定」とも呼ぶ。）、酸素ラジカルを照射するMSスキャン測定、及び酸素ラジカル付着解離によるプロダクトイオンスキャン測定（以下、「ラジカル付着解離測定」とも呼ぶ。）を順に実行する。
　ラジカルを照射しないMSスキャン測定では、ESIプローブ１０１で生成したイオンをそのまま、質量分離することなく直交加速電極１４２に輸送して飛行空間に送出し、該飛行空間内で所定の飛行経路を飛行させて順次、イオン検出器１４５で検出する。イオン検出器１４５からの出力信号は順次、制御・処理部６０に送信され、記憶部６１に保存される。MSスキャン測定において予め決められた閾値以上の強度でイオンが検出されると、記憶部６１に保存されている情報に基づいてイオンの飛行時間をイオンの質量電荷比に変換することにより、測定データからMSスペクトルデータが作成される（ステップ２）。そして、上記閾値以上の強度で検出されたイオンをプリカーサイオンとして決定する。以下、ラジカルを照射しないMSスキャン測定から作成されたMSスペクトル（データ）を、「ラジカル照射なしMSスペクトル（データ）」とも呼ぶ。
　CID測定では、測定開始と同時にラジカル供給部５のバルブ５８を開放してコリジョンセル１３２の内部に水蒸気を導入する。一般的なCID測定ではアルゴンガスなどの不活性ガスを衝突ガス供給部４からコリジョンセル１３２に供給するが、本分析例では、CID測定後にラジカル付着解離測定を行う際に、衝突ガスからラジカルへの切り替えを高速かつ簡便に行うべく、ラジカル供給部５の原料ガス供給源５２から水蒸気を供給する。ESIプローブ１０１で生成されたイオンは前段四重極マスフィルタ１３１に入射してプリカーサイオンが選別され、所定の大きさの衝突エネルギーが付与されてコリジョンセル１３２に入射する。コリジョンセル１３２の内部では、プリカーサイオンが水蒸気のガス分子と衝突することにより開裂してプロダクトイオン（フラグメントイオン）が生成される。コリジョンセル１３２内で生成されたプロダクトイオンは直交加速部１４２に輸送されて飛行空間に送出され、所定の飛行経路を飛行した後、順次、イオン検出器１４５で検出される。CID測定の終了と同時に（あるいは分析対象試料の測定の終了後に）、記憶部６１に保存されている情報に基づいてイオンの飛行時間がイオンの質量電荷比に変換され、プロダクトイオンスペクトルデータが作成される（ステップ３）。以下、CID測定から作成されたプロダクトイオンスペクトル（データ）を、「実測CIDスペクトル（データ）」とも呼ぶ。
　酸素ラジカルを照射するMSスキャン測定では、測定開始と同時にラジカル供給部５の高周波電力供給部５３を動作させ、ラジカル生成室５１内で水蒸気からラジカルを生成する。ここで生成されるラジカルには酸素ラジカルが含まれる。生成されたラジカルはコリジョンセル１３２の内部に導入される。ESIプローブ１０１で生成されたイオンは、前段四重極マスフィルタ１３１で質量分離されることなくそのままコリジョンセル１３２に導入され、その一部に酸素ラジカル等が付着することによりプロダクトイオンが生成される。ここでいうプロダクトイオンには、試料成分から生成されたイオンがラジカル付着反応により解離して生成されるフラグメントイオンと、同イオンにラジカルが付着した状態のアダクトイオンが含まれる。これらのプロダクトイオンは、未反応のイオンとともに直交加速電極１４２に輸送されて飛行空間に送出され、所定の飛行経路を飛行した後、順次、イオン検出器１４５で検出される。酸素ラジカルを照射するMSスキャン測定の終了と同時に（あるいは分析対象試料の測定の終了後に）、記憶部６１に保存されている情報に基づいてイオンの飛行時間がイオンの質量電荷比に変換され、MSスペクトルデータが作成される（ステップ４）。以下、酸素ラジカルを照射するMSスキャン測定から作成されたMSスペクトル（データ）を、「ラジカル照射MSスペクトル（データ）」とも呼ぶ。
　ラジカル付着解離測定では、酸素ラジカル等をコリジョンセル１３２の内部に導入し続けたまま、ESIプローブ１０１で生成したイオンの中から前段四重極マスフィルタ１３１でプリカーサイオンを選別してコリジョンセル１３２に入射する。コリジョンセル１３２の内部では、プリカーサイオンに酸素ラジカルが付着しプロダクトイオンが生成される。上記同様に、ここでいうプロダクトイオンにも、試料成分由来のプリカーサイオンがラジカル付着反応により解離して生成されるフラグメントイオンと、同プリカーサイオンにラジカルが付着した状態のアダクトイオンが含まれる。これらのプロダクトイオンは、未反応のプリカーサイオンとともに直交加速電極１４２に輸送されて飛行空間に送出され、所定の飛行経路を飛行した後、順次、イオン検出器１４５で検出される。ラジカル付着解離測定の終了と同時に（あるいは分析対象試料の測定の終了後に）、記憶部６１に保存されている情報に基づいてイオンの飛行時間がイオンの質量電荷比に変換され、プロダクトイオンスペクトルデータが作成される（ステップ５）。以下、ラジカル付着解離測定から作成されたプロダクトイオンスペクトル（データ）を、「ラジカル付着解離MSスペクトル（データ）」とも呼ぶ。
　液体試料の測定を終了すると、候補分子推定部６３は、ラジカル照射なしMSスペクトルデータからプリカーサイオンの精密質量を求め、その精密質量から候補分子を求める（ステップ６）。本実施形態で用いる飛行時間型質量分離部ではイオンの精密質量が得られるため、プリカーサイオンの精密質量から組成式を推定し、該組成式から採り得る分子構造を推定して候補分子を求めることができる。ここで求められる候補分子は1つに限らず、通常は複数存在し得る。
　候補分子推定部６３は、各候補分子の分子構造から生成され得るフラグメントイオンをコンピュータ計算により（in silico）理論的に推定して、理論CIDスペクトルデータを作成する（ステップ７）。候補分子推定部６３は、それ自身が理論CIDスペクトルを作成するものに限らず、インターネット等のネットワークを介して外部のサイトにアクセスして理論CIDスペクトルを作成するものであってもよい。そのようなサイトとして、例えば、MetFlagが知られている。候補分子推定部６３は、理論CIDスペクトルデータにおけるマスピークと実測CIDスペクトルデータにおけるマスピークを比較することにより、先に求めた候補分子の中から両スペクトルデータの一致度（スコア）が予め決められた基準である候補分子に絞り込む（ステップ８）。
　候補分子推定部６３は、次に、ラジカル照射なしMSスペクトルデータとラジカル照射ありMSスペクトルデータに存在するマスピークを比較する。そして、ラジカル照射ありMSスペクトルデータに、プリカーサイオンに酸素ラジカルが付着したアダクトイオンに対応するマスピークが存在するか否かを確認し、そのアダクトイオンが存在している場合に、試料成分が複素環式化合物である可能性が高いと推定する（ステップ９）。そして、試料成分が複素環式化合物である可能性が高いと推定した場合には、複素環式化合物である候補分子のスコアに所定値を加算（又は／及び複素環式化合物以外の候補分子のスコアから所定値を減算）する。逆に、試料成分が複素環式化合物ではない可能性が高いと推定した場合には、複素環式化合物以外の候補分子のスコアに所定値を加算（又は／及び複素環式化合物の候補分子のスコアから所定値を減算）する。
　続いて、仮想プロダクトイオン推定部６４は、上記の処理により絞り込まれた候補分子のうち、炭素原子間の二重結合を含む複素環を有する化合物（以下、この複素環式化合物を「二重結合複素環式化合物」とも呼ぶ。）について、当該複素環又は該複素環に隣接する結合が開裂することにより生成される仮想プロダクトイオンの質量電荷比を算出する（ステップ１０）。
　複素環式化合物のラジカル誘起解離では、多くの場合、ラジカルが付着した二重結合の位置でそのままプリカーサイオンが開裂するが、二重結合に隣接する結合（複素環に含まれる一重結合、又は該複素環に隣接する結合）の位置でプリカーサイオンが開裂する場合もある。そこで、例えば、候補分子のうち、当該仮想分子の複素環が二重結合の位置で開裂することが事前に分かっているものについては、二重結合の位置で複素環が開裂することにより生成される仮想プロダクトイオンの質量電荷比のみを求めるようにしてもよい。そして、それ以外の仮想プロダクトイオンについては、当該仮想分子の複素環が二重結合の位置で開裂することにより生成される仮想プロダクトイオンの質量電荷比と、当該仮想分子の複素環が二重結合に隣接する結合の位置で開裂することにより生成される1乃至複数の仮想プロダクトイオンの質量電荷比の両方を求めておけばよい。
　二重結合複素環式化合物である候補分子のそれぞれについて仮想プロダクトイオンの質量電荷比が算出されると、判定部６５は、それらの仮想プロダクトイオンに対応するマスピークがラジカル付着解離MSスペクトルデータに存在しているか否かを確認する。いずれかの候補分子の仮想プロダクトイオンに対応するマスピークが存在している場合には、試料成分が当該候補分子である可能性が高いと判定する（ステップ１１）。一方、いずれの候補分子の仮想プロダクトイオンに対応するマスピークも存在していない場合には、試料成分が二重結合複素環式化合物ではない可能性が高いと判定する。判定部６５は判定した結果を表示部８の画面に、各候補分子の分子構造、複素環式化合物であるか否かの情報、及びスコアとともに表示する（ステップ１２）。
　上記のように、本実施形態では、試料成分のラジカル照射なしMSスペクトルデータ、ラジカル照射ありMSスペクトルデータ、実測CIDスペクトルデータ、及びラジカル照射ありスペクトルデータに基づいて、プリカーサイオンの精密質量に基づいて候補分子を求める。そして、理論CIDスペクトルと実測CIDスペクトルの比較によりスコアを算出し、アダクトイオンの有無に基づき複素環式化合物であるか否かを推定してスコアを加算（又は減算）する。最後に、試料成分が二重結合複素環式化合物であると仮定した場合に生成されることが想定される仮想プロダクトイオンに対応するマスピークがラジカル照射ありスペクトルに存在するか否かを判定する。これらの処理を行うことにより、試料成分の候補分子を絞り込み、試料成分の同定精度を高めることができる。
３．実施例
＜実施例１＞
　実施例１として、酸素ラジカルの照射により、二重結合複素環式化合物のプリカーサイオンが、複素環に含まれる二重結合の位置で解離すること等を実験により確認した結果を説明する。最初の例ではメキタジンを測定した。メキタジンは図５に示す分子構造を有する化合物であり、医薬品などに含まれる。図５には、メキタジンについて想定される、ラジカル付着解離の機構を併せて示している。
　図６にメキタジンの実測CIDスペクトルを示す。この実測CIDスペクトルでは、観察された質量電荷比が323.1563であるイオン（プロトン付加イオン）をプリカーサイオンとするCID測定により取得したものである。この実測CIDスペクトルデータをMetFlagにより解析すると、正しい化合物であるメキタジンのスコアは19番目となった。なお、この例では既知の化合物であるメキタジンを測定しているが、試料中の未知成分を測定する場合、正しい化合物のスコアが何番目に現れているかが不明である。従来の質量分析方法では、スコアが上位である候補分子のそれぞれについて標準試料を作成してCID測定を行って実測CIDスペクトルデータを取得し、試料成分が候補分子のいずれであるかを決定しなければならず、多数の標準試料を調製したり、それらを測定したりするのに手間と時間がかかっていた。また、候補分子の中には必ずしも当該化合物を単離して標準試料を調製することができない場合もあった。
　図７にメキタジンのラジカル付着解離MSスペクトルを示す。このラジカル付着解離MSスペクトルは、質量電荷比が323.1576であるプリカーサイオンに、水蒸気を原料ガスとして生成した、酸素ラジカルを照射して取得したものである。
　実施例１では、候補分子のうち、二重結合複素環式化合物であるものを抽出し、それらの複素環に含まれる二重結合の位置でプリカーサイオンが解離することにより生成される仮想プロダクトイオンの質量電荷比を求め、ラジカル付着解離MSスペクトル上に当該質量電荷比のイオンのマスピークが存在するか否かを確認した。実施例１では、MetFlagで提示された上位19個の候補分子のうち、図８に示す2種類の複素環式化合物のみについて、図５に示した仮想プロダクトイオンに対応するマスピーク（m/z: 124.1118）が確認された。これにより、試料成分がこの2種類の候補分子のいずれかである可能性が高いと推定することができる。これにより、上位の候補分子の全てについてCID測定を行うことなく2つの候補分子に絞り込まれ試料成分の同定精度が高められる。
＜実施例２＞
　実施例２として、図９～図１１を参照して、医薬品の一種であるアルカロイドに属するレセルピンについて説明する。レセルピンは図９に示すようにベンゼン環とピロール環が縮合した構造を有する、インドールと呼ばれる化合物群に属する。図９には、レセルピンについて想定される、ラジカル付着解離の機構を併せて示している。
　図１０はレセルピンの実測CIDスペクトル、図１１はレセルピンのラジカル付着解離MSスペクトルである。図１１のラジカル付着解離MSスペクトルには、図１０の実測CIDスペクトルには見られない、プリカーサイオンの複素環が開裂して生成されるプロダクトイオンに対応する、質量電荷比が450.2128のマスピークが現れている。
＜実施例３＞
　実施例３として、図１２及び図１３を参照して、チアミン（ビタミンB1）について説明する。図１２にチアミンの分子構造と、チアミンについて想定される、ラジカル付着解離の機構を併せて示している。
　図１３はチアミンのラジカル付着解離MSスペクトルである。図１３のラジカル付着解離MSスペクトルにも、プリカーサイオンの複素環が開裂して生成されるプロダクトイオンに対応する、質量電荷比が138.0669のマスピークが現れている。しかし、図７に示すメキタジンのラジカル付着解離MSスペクトルや、図１１に示すレセルピンのラジカル付着解離MSスペクトルに比べると、プリカーサイオンの複素環が開裂して生成されるプロダクトイオンのマスピークの強度は小さい。本発明者が種々の化合物について測定を行ったところ、複素環における電子の共役性が高いほどラジカル付着解離が生じにくい傾向にあることが分かった。本発明者が行った実験の結果、ベンゼン環ではラジカル付着解離しないことが分かっており、この傾向と整合する。チアミンの複素環には窒素原子が含まれているものの環状共役化合物であることから、プリカーサイオンの複素環が開裂しにくかったものと考えられる。一方、ピロール環を有するインドールや、イミダゾールでは複素環が開裂しやすく、プロダクトイオンが多く生成されることが分かった。従って、上記実施形態の質量分析装置及び質量分析方法は、特にこれらの化合物の同定に有用であると考えられる。
　上記実施形態及び実施例はいずれも一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。
　本発明に係る質量分析方法及び質量分析装置は、上記実施例１－３に挙げた化合物に限らず様々な複素環式化合物の分析に用いることができる。具体的には、例えば、複素環にホウ素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子、及び酸素原子のうちの少なくとも１つを含む複素環式化合物であり、例えば、ボロール、ピロール、イミダゾール、ホスホール、チオフェン、又はフランである。具体的な化合物名としては、例えばチアミン（ビタミンB1）、ニコチン酸アミド（ビタミンB3の一種）、ピリドキシン（ビタミンB6の一種）、トリプトファン（アミノ酸の一種）、メキタジン（抗ヒスタミン薬）、レセルピン（精神安定剤・血圧降下剤）、エピナスチン（花粉症薬）、クロザピン（統合失調症薬）が挙げられる。
　上記実施形態では、ラジカルを照射しないMSスキャン測定、CID測定、酸素ラジカルを照射するMSスキャン測定、及びラジカル付着解離測定を実行し、それぞれについてスペクトルデータを取得したが、これらすべての測定を行うことは本発明において必須ではない。ラジカル付着解離測定を行ってラジカル付着解離MSスペクトルを取得するのみで、少なくとも二重結合複素環式化合物である候補分子であるか否かを推定することができる。また、上記実施例では4つの測定を連続して行ったが、各測定を個別に行ってもよい。その場合は、CID測定時に衝突ガス供給部４からアルゴンガス等の不活性ガスを供給すればよい。さらに、ラジカル照射なしMSスペクトルから求められるプリカーサイオンの精密質量電荷比から採り得る分子構造が限られている場合や、核磁気共鳴法や結晶スポンジ法など質量分析以外の手法を用いた解析結果に基づく分子構造から推定される候補分子の数が一定数以下（例えば10以下）である場合には、CID測定、及び理論CIDスペクトルのマスピークと実測CIDスペクトルのマスピークの比較に基づくスコアの算出を省略してもよい。
　酸素ラジカルが付着したアダクトイオンは、ラジカル付着解離MSスペクトルにも表れるが、分析対象試料に酸化物が含まれていると、酸素ラジカルが付着したイオンと同じ質量電荷比を有するイオンが酸化物から生成される可能性があり、両者を判別することができない場合がある。そのため、上記のようにラジカルを照射しないMSスキャン測定と、酸素ラジカルを照射するMSスキャン測定とを個別に行って両者を比較することによりアダクトイオンの有無を確認することが好ましい。あるいは、酸素ラジカルを照射するMSスキャン測定を行う代わりに、ラジカル付着解離測定時に使用する原料ガス（水蒸気や酸素ガス）として、質量数が18である酸素に置換したものを用い、質量数が18である酸素が付着したアダクトイオンの有無からアダクトイオンの有無を判断するようにしてもよい。
　上記実施例は液体クロマトグラフ質量分析装置としたが、ガスクロマトグラフ質量分析装置を用いてもよく、あるいはクロマトグラフを用いることなく別の方法で化合物を単離して質量分析のみを行ってもよい。上記実施例では後段マスフィルタとして直交加速飛行時間型のものを用いたが、多重周回型、磁場セクター型などのマスフィルタを用いることもできる。また、上記実施例で説明したラジカル供給部やラジカル輸送管の構成は一例であって、適宜に変更することができる。
　精密質量は、その精密質量電荷比に基づいてプリカーサイオンから未知試料である化合物の組成式が推定できる程度の精度を有する質量であればよい。上記実施例では精密質量を小数点以下4桁の精度で算出しているが、必要な精度は測定する化合物の特性（類似の構造を有する化合物の数など）によって異なり、上記実施例に記載した精度に限られるものではない。
　プリカーサイオンに照射するラジカルとしては、酸素ラジカルに代えて、例えば、ヒドロキシラジカルや窒素ラジカルを用いてもよい。本発明者がこれまでに行ったラジカル付着解離測定から、これら3種類のラジカルを種々の化合物に照射すると共通した解離特性を示すことが分かっており、上記例における酸素ラジカルの代わりに、又は酸素ラジカルに加えてヒドロキシラジカルや窒素ラジカルを照射するようにしてもよい。ヒドロキシルラジカルは上記例で使用した水蒸気から酸素ラジカルとともに生成される。また、窒素ラジカルは空気や窒素ガスから生成することができる。また、上記例と同様に酸素ラジカルを照射する場合の原料ガスとして、上記例における水蒸気の他、酸素ガスやオゾンガスを使用してもよい。
　上記実施例ではコリジョンセル１３２を通過するプリカーサイオンにラジカルを照射したが、コリジョンセル１３２に代えてイオントラップを用い、イオントラップにプリカーサイオンを捕捉してラジカルを照射することもできる。
［態様］
　上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
（第１項）
　一態様に係る質量分析方法は、
　試料成分由来のプリカーサイオンに対して酸素ラジカル、ヒドロキシルラジカル、又は窒素ラジカルを照射してプロダクトイオンを生成し、
　前記プロダクトイオンを質量電荷比に応じて分離して検出し、
　前記プリカーサイオンの質量電荷比に基づいて、前記試料成分が炭素原子間の二重結合を含む複素環を有する化合物であると仮定した場合の候補分子を求め、
　前記候補分子のプリカーサイオンの前記複素環又は該複素環に隣接する結合が開裂することにより生成されると想定される仮想プロダクトイオンの質量電荷比を算出し、
　前記検出されたプロダクトイオンの質量電荷比と、前記仮想プロダクトイオンの質量電荷比を比較することにより前記試料成分が前記候補分子であるか否かを判定する
　ものである。
（第２項）
　一態様に係る質量分析装置は、
　試料成分由来のプリカーサイオンが導入される反応室と、
　前記反応室に導入されたプリカーサイオンに対して酸素ラジカル、ヒドロキシルラジカル、又は窒素ラジカルを照射し、該ラジカルの照射によって該プリカーサイオンから生成されたプロダクトイオンを質量電荷比に応じて分離し検出する測定実行部と、
　前記プリカーサイオンの質量電荷比に基づき、前記試料成分が炭素原子間の二重結合を含む複素環を有する化合物であると仮定して候補分子を求める候補分子推定部と、
　前記候補分子のプリカーサイオンの前記複素環又は該複素環に隣接する結合が開裂することにより生成されると想定される仮想プロダクトイオンの質量電荷比を算出する前記仮想プロダクトイオン推定部と、
　前記検出されたプロダクトイオンの質量電荷比と、前記仮想プロダクトイオンの質量電荷比を比較することにより前記試料成分が前記候補分子であるか否かを判定する判定部と
　を備える。
　炭素原子間の二重結合を含む複素環式化合物に酸素ラジカル、ヒドロキシルラジカル、又は窒素ラジカルを照射すると、複素環に含まれている炭素原子間の二重結合の部位にラジカルが付着し、その部位を基点としてラジカル誘起解離が進行する。複素環式化合物のラジカル誘起解離では、多くの場合、ラジカルが付着した二重結合の位置でそのままプリカーサイオンが開裂するが、二重結合に隣接する結合（複素環に含まれる一重結合、又は該複素環に隣接する結合）の位置でプリカーサイオンが開裂する場合もある。第１項の質量分析方法及び第２項の質量分析装置では、プリカーサイオンの質量電荷比に基づき、試料成分が炭素原子間の二重結合を含む複素環を有する化合物であると仮定して候補分子を求める。プリカーサイオンの質量電荷比に基づき求められる候補分子の数は1つに限らず、複数の候補分子が存在しうる。そして、その1乃至複数の候補分子のそれぞれについて、当該候補分子のプリカーサイオンの複素環又は該複素環に隣接する結合が開裂することにより生成されると想定される仮想プロダクトイオンの質量電荷比を求め、実際の測定で検出されたプロダクトイオンの質量電荷比と比較する。これらの質量電荷比が一致している場合には、試料成分がその候補分子であると判定する。一方、これらの質量電荷比が一致しなかった場合には試料成分が炭素原子間の二重結合を含む複素環式化合物ではない可能性が高いと判定する。このように、第１項の質量分析方法及び第２項の質量分析装置では試料成分が炭素原子間の二重結合を含む複素環式化合物であるか否かを判定することで化合物の候補を絞り込み、試料成分の同定精度を高めることができる。
（第３項）
　第２項に記載の質量分析装置において、
　前記試料成分が、前記複素環に窒素原子又は硫黄原子を含む複素環式化合物である。
（第４項）
　第２項又は第３項に記載の質量分析装置において、
　前記複素環がピロール環又はイミダゾール環である。
　第３項に記載のように、試料成分が、窒素原子又は硫黄原子を含む複素環式化合物である場合、プリカーサイオンの複素環が開裂しやすく、第４項に記載の様なピロール環やイミダゾール環である場合、特にプリカーサイオンの複素環が開裂しやすい。従って、第３項又は第４項に記載の質量分析装置では、より高い精度で試料成分を同定することができる。
（第５項）
　第２項から第４項のいずれかに記載の質量分析装置において、さらに、
　前記測定実行部が、前記プリカーサイオンを衝突誘起解離して生成したプロダクトイオンを質量電荷比に応じて分離し検出することによりプロダクトイオンスペクトルデータを取得し、
　前記候補分子推定部が、前記プリカーサイオンの質量電荷比と前記プロダクトイオンスペクトルデータに基づいて候補分子を求める。
　第５項に記載の質量分析装置では、さらに、プリカーサイオンを衝突誘起解離させて生成したプロダクトイオンのスペクトルデータを用いて候補分子を求めるため、候補分子の数をより少なく絞り込み、高い精度で試料成分を同定することができる。
（第６項）
　第２項から第５項のいずれかに記載の質量分析装置において、さらに、
　前記測定実行部が、前記試料成分から生成したイオンを解離させることなく質量電荷比に応じて分離し検出することにより第１マススペクトルデータを取得し、また、前記試料成分から生成したイオンに対し酸素ラジカル、ヒドロキシルラジカル、又は窒素ラジカルを照射して質量電荷比に応じて分離し検出することにより第２マススペクトルデータを取得し、
　前記候補分子推定部が、前記第２マススペクトルデータに前記第１マススペクトルデータには存在しないアダクトイオンが存在していることに基づいて前記試料成分が複素環式化合物であると推定する。
　試料成分が複素環式化合物である場合、ラジカル付着によってプリカーサイオンの複素環が開裂しやすいだけでなく、複素環の二重結合にラジカルが付着したアダクトイオンも生成されやすい。第６項に記載の質量分析装置では、こうしたアダクトイオンの存在に基づいて試料成分が複素環式化合物であるか否かを判定することができる。
１００…液体クロマトグラフ質量分析装置
１…質量分析装置
１０…イオン化室
　１０１…エレクトロスプレイイオン化（ESI）プローブ
１１…第１中間真空室
１２…第２中間真空室
１３…第３中間真空室
　１３１…四重極マスフィルタ
　１３２…コリジョンセル
　１３３…多重極イオンガイド
１４…分析室
　１４２…直交加速電極
　１４４…リフレクトロン電極
　１４５…イオン検出器
　１４６…フライトチューブ
２…液体クロマトグラフ
　２０…移動相容器
　２１…送液ポンプ
　２２…インジェクタ
　２３…カラム
　２４…オートサンプラ
４…衝突ガス供給部
　４１…衝突ガス源
　４２…ガス導入流路
５…ラジカル供給部
　５１…ラジカル生成室
　５２…原料ガス供給源
　５３…高周波電力供給部
　５４…ラジカル源
　　５４１…管状体
　　５４２…スパイラルアンテナ
　　５４４、５４８…磁石
　　５４６…高周波電力投入部
５８…輸送管
６…制御・処理部
　６１…記憶部
　６２…測定制御部
　６３…候補分子推定部
　６４…仮想プロダクトイオン推定部
　６５…判定部
７…入力部
８…表示部

Claims (6)

  1. 　試料成分由来のプリカーサイオンに対して酸素ラジカル、ヒドロキシルラジカル、又は窒素ラジカルを照射してプロダクトイオンを生成し、
    　前記プロダクトイオンを質量電荷比に応じて分離して検出し、
    　前記プリカーサイオンの質量電荷比に基づいて、前記試料成分が炭素原子間の二重結合を含む複素環を有する化合物であると仮定した場合の候補分子を求め、
    　前記候補分子のプリカーサイオンの前記複素環又は該複素環に隣接する結合が開裂することにより生成されると想定される仮想プロダクトイオンの質量電荷比を算出し、
    　前記検出されたプロダクトイオンの質量電荷比と、前記仮想プロダクトイオンの質量電荷比を比較することにより前記試料成分が前記候補分子であるか否かを判定する
    　ものである質量分析方法。
  2. 　試料成分由来のプリカーサイオンが導入される反応室と、
    　前記反応室に導入されたプリカーサイオンに対して酸素ラジカル、ヒドロキシルラジカル、又は窒素ラジカルを照射し、該ラジカルの照射によって該プリカーサイオンから生成されたプロダクトイオンを質量電荷比に応じて分離し検出する測定実行部と、
    　前記プリカーサイオンの質量電荷比に基づき、前記試料成分が炭素原子間の二重結合を含む複素環を有する化合物であると仮定して候補分子を求める候補分子推定部と、
    　前記候補分子のプリカーサイオンの前記複素環又は該複素環に隣接する結合が開裂することにより生成されると想定される仮想プロダクトイオンの質量電荷比を算出する前記仮想プロダクトイオン推定部と、
    　前記検出されたプロダクトイオンの質量電荷比と、前記仮想プロダクトイオンの質量電荷比を比較することにより前記試料成分が前記候補分子であるか否かを判定する判定部と
    　を備える質量分析装置。
  3. 　前記試料成分が、前記複素環に窒素原子又は硫黄原子を含む複素環式化合物である、請求項２に記載の質量分析装置。
  4. 　前記複素環がピロール環又はイミダゾール環である、請求項３に記載の質量分析装置。
  5. 　前記測定実行部が、前記プリカーサイオンを衝突誘起解離して生成したプロダクトイオンを質量電荷比に応じて分離し検出することによりプロダクトイオンスペクトルデータを取得し、
    　前記候補分子推定部が、前記プリカーサイオンの質量電荷比と前記プロダクトイオンスペクトルデータに基づいて候補分子を求める
    　ものである、請求項２に記載の質量分析装置。
  6. 　前記測定実行部が、前記試料成分から生成したイオンを解離させることなく質量電荷比に応じて分離し検出することにより第１マススペクトルデータを取得し、また、前記試料成分から生成したイオンに対し酸素ラジカル、ヒドロキシルラジカル、又は窒素ラジカルを照射して質量電荷比に応じて分離し検出することにより第２マススペクトルデータを取得し、
    　前記候補分子推定部が、前記第２マススペクトルデータに前記第１マススペクトルデータには存在しないアダクトイオンが存在していることに基づいて前記試料成分が複素環式化合物であると推定する
    　ものである、請求項２に記載の質量分析装置。
PCT/JP2023/015198 2022-06-30 2023-04-14 質量分析方法及び質量分析装置 WO2024004335A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022105802 2022-06-30
JP2022-105802 2022-06-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024004335A1 true WO2024004335A1 (ja) 2024-01-04

Family

ID=89381874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/015198 WO2024004335A1 (ja) 2022-06-30 2023-04-14 質量分析方法及び質量分析装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024004335A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100240139A1 (en) * 2009-01-12 2010-09-23 University-Industry Cooperation Foundation Sogang University Free radical initiator and method for peptide sequencing using the same
US20180209985A1 (en) * 2015-06-03 2018-07-26 President And Fellows Of Harvard College Reagents for quantitative mass spectrometry
WO2021095105A1 (ja) * 2019-11-11 2021-05-20 株式会社島津製作所 質量分析方法及び質量分析装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100240139A1 (en) * 2009-01-12 2010-09-23 University-Industry Cooperation Foundation Sogang University Free radical initiator and method for peptide sequencing using the same
US20180209985A1 (en) * 2015-06-03 2018-07-26 President And Fellows Of Harvard College Reagents for quantitative mass spectrometry
WO2021095105A1 (ja) * 2019-11-11 2021-05-20 株式会社島津製作所 質量分析方法及び質量分析装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6309508B2 (ja) 前駆イオンの同定方法
EP1476893B1 (en) Internal introduction of lock masses in mass spectrometer systems
US7170051B2 (en) Method and apparatus for ion fragmentation in mass spectrometry
JP4300154B2 (ja) イオントラップ／飛行時間質量分析計およびイオンの精密質量測定方法
JP6835210B2 (ja) イオン分析装置及びイオン解離方法
JP2015523550A5 (ja)
US7939799B2 (en) Tandem fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer
US20070114384A1 (en) Method and apparatus for ion fragmentation in mass spectrometry
Mallet et al. Dictionary of mass spectrometry
Papanastasiou et al. The Omnitrap platform: a versatile segmented linear ion trap for multidimensional multiple-stage tandem mass spectrometry
Zhu et al. Arc plasma-based dissociation device: Fingerprinting mass spectrometric analysis realized at atmospheric condition
WO2024004335A1 (ja) 質量分析方法及び質量分析装置
WO2017041361A1 (zh) 紫外光电离中性丢失分子的质谱装置及其操作方法
AU2003207440A1 (en) Simultaneous acquisation of chemical information
Medina et al. Mass spectrometric detection, instrumentation, and ionization methods
JP7259985B2 (ja) 質量分析方法及び質量分析装置
Benassi et al. Absolute assignment of constitutional isomers via structurally diagnostic fragment ions: the challenging case of α-and β-acyl naphthalenes
EP4317961A1 (en) Mass spectrometry device and mass spectrometry method
US20240177980A1 (en) Mass spectrometer and mass spectrometry method
US20240038515A1 (en) Mass Spectrometer and Mass Spectrometry Method
US10217623B2 (en) Secondary electrospray ionization at reduced pressure
JP7142867B2 (ja) イオン分析装置
Politi et al. Ionisation, ion separation and ion detection in LC-MS
WO2022070584A1 (ja) 質量分析方法及び質量分析装置
Li Analytical tools and approaches for metabolite identification in drug metabolism

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23830789

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1