質量分析計を用いた複合基質の自動分析
質量分析計を使用した複合化合物の自動分析に有用な改良型システム、装置、方法、およびプログラミング。本発明によるシステム、装置、方法、およびプログラミングは、質量分析計を使用して実施される分析操作における質量分析計（１４、２１４）の制御装置（５４）による自動決定のために提供されるものであり、特に、分析操作は、スペクトロメータのユーザ、および物質を分析するための好適な工程または工程段階に関するデータベース（６６）または他のライブラリ情報により提供される化合物および／または物質の識別に基づく化合物内に含まれる、基本となる１つ以上の物質の分析のために適合される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用および優先権主張）
本願は、２００５年１２月７日に出願された名称「Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｍａｔｒｉｃｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ」の米国仮特許出願第６０／７４２，９１０号と、２００６年１２月６日に出願された名称「Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｍａｔｒｉｃｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ」の米国特許出願第１１／５６７，２８１号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、質量分析器に関する。
【背景技術】
【０００３】
物質の複合基質に含まれる多数の検体を同時に分析することが望まれる場合がある。これは、例えば、法医学的研究、環境問題研究、代謝研究、食料、薬物、および飲料の研究において、有用である。
【０００４】
そのような分析を実行するための一方法として、質量分析計と組み合わせて使用される液体クロマトグラフ（ＬＣ）カラム、例えば、液体クロマトグラフィーと再帰的質量分析（ＬＣ−ＭＳ／ＭＳ）との質量分析器の組み合わせなどのクロマトグラフ装置の使用が含まれる。典型的に、そのような分析においては、クロマトグラフ装置は、検体基質を放出させたり、あるいは分散法によって質量分析計に提供したりすることによって、様々な検体が種々の期間にわたり質量分析計に提供される。多重反応モニタリング（ＭＲＭ）および／または他の再帰型または分散型分析法を使用して、質量分析計によって検体を受容しながら、検体を分析することができる。
【０００５】
ＭＲＭ法には、質量分析計による複数の走査が含まれる。典型的には、例えば、好適な電磁場を提供するように質量分析計を構成することによって、複数の走査は、クロマトグラフ装置により経時的イオンの放出に伴い質量電荷（ｍ／ｚ）比を変えるイオン検出に適合される。分析されるｍ／ｚ比がは可変であるため、質量分析計は、対応するイオンがクロマトグラフ装置により放出される間、イオンの放出および検出に対し好適な状態を提供するように構成されることが望ましい。
【０００６】
従来技術のシステムを使用して、最も効率的かつ可能性のあるＭＲＭ分析を得るために、質量分析器のユーザに対して、基質内に存在する種々の検体の最適分析のための質量分析計を手動で（すなわち、非自動的に）構成する試みにおいて、冗長かつ難解な一連のコマンドを質量分析計に提供することが必要とされてきた。そのような入力要件は、エラーを起こしやすく、望ましくないことに、多大な時間を要し、質量分析器の非効率的な使用になりがちである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、質量分析計を使用した化合物、特に複合物質基質の自動分析に有用な改良型システム、装置、方法、およびプログラミングを提供する。本発明によるシステム、装置、方法、およびプログラミングは、質量分析計を使用して実施される分析操作における、質量分析計の制御装置による自動決定のために提供されるものであり、具体的に、分析操作は、スペクトロメータのユーザ、および物質を分析するための好適な工程または工程段階に関するデータベースまたは他のライブラリ情報により提供される化合物および／または物質の識別に基づいて、化合物内に含まれる基本となる１つ以上の物質の分析のために適合される。
【０００８】
例えば、一実施形態において、ユーザは、データベースまたは他の情報ライブラリにアクセスし、複数の物質から成る化合物に含まれるそれぞれの複数の検体に対する最適な負荷サイクルを自動的に決定することと、そのような負荷サイクルを実施するために質量分析器の構成に好適なコマンド信号を決定する際に、制御装置による使用のために、名前などの識別子または本明細書の他の一意の手段を提供することができる。負荷サイクルは、例えば、多重反応モニタリング（ＭＲＭ）または高感度プロダクトイオン（ＥＰＩ）質量分析計などの再帰的質量分析器において実施してもよい。
【０００９】
本発明の付加的側面は、以下の説明に鑑み明らかとなるであろう。
【００１０】
本発明は、添付図面の図に示され、例示的ではあるが限定されるものではなく、同一参照は、同一部分、または対応する部分を意図する。図面は図示のみを目的とするものであり、決して本明細書においてその教示の範囲を限定するものではないことは、当業者には理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１および２は、本発明の実施において使用に好適な質量分析器の概略図である。質量分析器１００は、イオンまたは化合物源（以下「イオン源」または「ＩＳ」と称する）１２、質量分析計（「ＭＳ」）１４、および制御装置５４を備える。図１に示される例は、図２に示されるものよりもさらに一般的であり、イオン源と、質量分析計と、本明細書に開示されるすべての目的に対して適合可能ないずれかの種類の制御装置とのいずれの組み合わせも、本発明の実施に使用され得るという概念を示し、質量分析器１００のコンポーネントの一般的な概念関係を互いに示す。例えば、イオン源１２は、検体イオンを分析のために質量分析計１４に提供し、制御装置５４は、質量分析計１４、および任意でイオン源１２の操作を制御する。簡潔にするために、用語「イオン源」は、一般に試料導入システムの種々のコンポーネントのそれぞれおよび／またはすべてに適応することができ、例えば、液体試料の取り扱い、液体クロマトグラフィーおよび以下に記載されるイオン化システムを含む。種々の実施形態において、イオンを生成するイオン源１２のイオン化（イオナイザー）部分は、質量分析計１４に関連する別のコンポーネントであり、または従来技術において公知のイオン化方法によりイオンを生成する質量分析計のインターフェースであることができる。
【００１２】
図２に示されるさらに特定の実施形態において、質量分析器１００は、液体クロマトグラフィー再帰的質量分析（ＬＣ−ＭＳ／ＭＳ）質量分析器１１０を備える。ＬＣ−ＭＳ／ＭＳ質量分析器１１０は、イオンを生成するための液体クロマトグラフ２１２およびイオナイザー２１８（イオンスプレーとして表示）の形態でイオン源１２を備え、質量分析計１４は、三連四重極質量分析計（ｔｒｉｐｌｅ ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）２１４を備える。そのようなシステムの例として、ＭＤＳ Ｓｃｉｅｘ社より市販されているＡＰＩ３０００ＴＭおよびＡＰＩ４０００ＴＭＬＣ−ＭＳ／ＭＳシステムを含むが、本発明がいずれのＭＳ、ＭＳ／ＭＳまたは他の多重ＭＳ機能（例、３Ｄトラップまたは飛行時間型（ＴＯＦ）分析器）を備える好適に制御されるシステムに適用可能であることは、当業者には理解されるであろう。
【００１３】
当業者により理解されるように、液体クロマトグラフは、溶媒に溶解されるイオンを分離するために使用されるクロマトグラフ分析法であり、例えば、ある化合物内の複数物質をイオン化するためにＭＳインターフェースに導入可能であり、従って、分散法によって、一定期間にわたり、ｍ／ｚ比を変えるイオンを質量分析計に提供される一方法である。例えば、試料注射器２１３を介してポンプ２１６により提供される溶媒２１５に標的検体を含む試料液を導入し、カラム２１７の好適な第２の個体または液相反応剤に接触させる場合、着目検体を他の物質と分離する効果を有する反応を生じることがある。カラム２１７を通過させるために、標的検体を含んだ反応生成物に必要とされる異なる経過期間を利用することにより、着目検体は、典型的に、ｍ／ｚ比を変えるイオンを備え、一定期間にわたり、分散法によって質量分析計１４、２１４に導入させることができる。
【００１４】
さらに当業者により理解されるように、幅広い種類のイオン源は、イオンスプレーなどのイオナイザー２１８を含み、ＬＣカラムは、本明細書に記載される本発明を実施するための使用に好適である。好ましいイオン源は、分散法によって、質量分析計１４に検体または検体イオンを提供する方法において、試験基質内の検体を分離するものであり、すなわち、一定期間にわたり、ＭＲＭまたは他の好適な技法を使用して、質量分析計１４による再帰的質量分析を促進する。ＬＣカラムは、イオン化される検体液を導入するための１種類のイオン源のみ示し、本発明を実施するための使用に現在利用可能かつ好適である。現在、他も市販されており、今後、開発がなされることは確実であろう。検体は、ＬＣ以外の手段により質量分析計１４に導入されてもよく、例えば、検体は、種々の選択抽出または誘導体化法に基づいて分離され、さらなるＬＣ分離の恩恵を受けずに、質量分析計１４に溶液の形態で提示されてもよい。基質支援レーザー脱離イオン化法（ＭＡＬＤＩ）または他の表面イオン化用途と同様に、検体が基質の有無に関わらず結晶化され、イオン化のために質量分析計１４に導入される、市販されている別の例が存在する。
【００１５】
図２の質量分析計１４は、タンデム四重極型イオンガイド２５０を含む三連四重極質量分析計２１４を備える。イオン源１２、２１２により提供されるイオンは、差動排気領域２２０を通って質量分析計１４、２１４へ、そこからスキマー２４０を通って第１の視準四重極Ｑ０へ通過する。イオン源１２、２１２により提供されるイオンの望ましい操作をさらに適合するために、視準四重極Ｑ０は、例えば、約１０−２ｔｏｒｒの圧力で維持されるチャンバ１６に配置することができる。
【００１６】
示される実施形態において、チャンバ１８内のロッドセットＱｌの上流は、短い視準ロッドセット２２である。例えば、視準ロッドセット２２は、ロッドセットＱｌに導入する前に、選択したｍ／ｚ比のイオンを集束するために使用することができる。
【００１７】
質量分析計２１４は、三連ロッドセットＱｌ、Ｑ２およびＱ３を含む下流チャンバ１８をさらに備え、Ｑ２は、内部補助チャンバ２０内に示される。チャンバ１８は、約１０−５ｔｏｒｒの圧力で維持することが可能であり、補助チャンバ２０は、衝突誘起解離（ＣＩＤ）を生じさせるために、２１で示されるように窒素またはアルゴンガスが供給される。現在、市販化されている実施形態において、チャンバ２０は、典型的には、約１０−２ｔｏｒｒの圧力で維持される。
【００１８】
種々のチャンバ１６、１８、２０は、２１、２４、２５および２６に示されるように、公知の方法において、好適なポンプに接続されることができる。一般に、例えば、差動排気領域１２は、粗引きポンプに接続されることができ、ポンプ接続部２５および２６に接続される、より高性能なポンプを支援する働きをすることができる。
【００１９】
質量分解能モードを含む種々のモードでロッドセットＱｌおよびＱ３を操作し、特定のｍ／ｚ比のイオンを選択することができる。選択されたイオンは、Ｑ２へ通過させ、ＣＩＤおよび／または他の望ましい反応をさせることができる。その後、結果として生じるイオンおよび残余前駆イオンは、質量分解能ロッドセットＱ３へ通過させ、検出器２８により記録されることができる。
【００２０】
従って、当業者により理解されるように、望ましい順序において、質量分解器Ｑ３へイオンを提供するために、タンデム四重極型イオンガイド２５０の種々のコンポーネントによりイオン源１２、２１２により提供されるイオンを制御することができる。本明細書に記載されるように、例えば、種々のチャンバまたは装置１６、１８、２０、２２０、２４０において、ガス圧を好適に制御することにより、および／またはロッドセットＱ０、Ｑｌ、Ｑ２、Ｑ３および２２の電極を通って使用される電圧を好適に制御することにより、望ましい時間で、望ましい順序において、種々のｍ／ｚ比のイオンをＱ３に提供することができる。本明細書にさらに記載されるように、そうのようなガス圧および電圧の制御に好適な制御信号は、制御装置５４により提供されることができる。
【００２１】
当業者により理解されるように、本明細書に記載される目的と一致するいずれの構造または機能から成る質量分析計は、本発明を実施するための使用に好適である。従って、四重極線形イオントラップ（ＱＴｒａｐ）、タンデム四重極飛行時間型（ＱｑＴＯＦ）、および他の種々の公知の質量分析計、および将来開発されるであろう質量分析計の多くの種類は、本発明を実施するための使用に適している。いったん本開示に精通すると当業者にもたらされるように、多重反応モニタリング（ＭＲＭ）および高感度プロダクトイオン（ＥＰＩ）分析法に適合する質量分析計は、いくつかの例において特に利点となる。
【００２２】
質量分析器１００、１１０は、制御装置５４をさらに備え、ユーザ制御入力装置、および／または質量分析器１００、１１０から取得あるいは提供されるデータ信号を受信、格納、および処理を行うため、さらに信号に従って、質量分析器１００、１１０によって行われる操作の制御用に適合されるコマンド信号を決定するための好適なアルゴリズムを実行および提供するために適合される。例えば、制御装置５４は、質量分析計１４、２１４により印加され、その内部に維持される電圧および圧力を制御するために有用な信号を解釈かつ提供するため、および任意でイオン源１２、２１２を制御するために適合される。制御装置５４は、質量分析器１００、１１０、およびそのコンポーネントの制御に好適なユーザインターフェースをさらに提供し、従って、物質の分析に好適なコマンドをユーザから受け取り、そのコマンドの実施に好適な入力／出力装置を含むことができる。
【００２３】
特に、制御装置５４は、入力源６２から１つ以上の物質を識別するための識別子を示す信号を受信するために適合され、識別子を使用して識別子に関連する分析パラメータを含むデータセットに自動的にアクセスし、そのアクセスデータを使用して、物質の分析おいて、質量分析計による使用のための質量分析計１４、２１４へコマンド信号セットを提供するために適合される。制御装置５４は、提供されたコマンド信号に対応して、質量分析計１４、２１４により取得されるデータを処理し、物質のさらなる分析において、質量分析計による使用のためのコマンド信号を決定する際に取得されるそのようなデータを使用するためにさらに適合してもよい。例えば、制御装置５４は、質量分析器１００により識別された物質を提示する質量分析計１４、２１４から取得されるデータを格納する、および／または印刷または表示されたグラフまたはプロットなどの人間の解釈可能な形態での出力用データをユーザが処理するために適合することができる。
【００２４】
当業者により理解されるように、制御装置５４は、本明細書に記載される目的を遂行するための使用に好適ないずれかのデータ取得および処理システムまたは装置を含むことができる。例えば、制御装置５４は、関連するプログラミングおよびデータ取得、入力、出力、通信および制御装置を有する、好適にプログラム化された、または好適にプログラム可能な汎用または特殊目的のコンピュータまたはコンピュータチップ、または他の自動データプロセッサを含むことができる。特に、制御装置５４は、好適な揮発性および／または持続性メモリを備える、またはそれらに結合あるいは関連するものであることが好ましい。
【００２５】
従って、制御装置５４は、１つ以上の用途および操作システムプログラム、および必要または望ましいいずれかの揮発性または持続性記憶媒体を含み、適切にコード化された構造化プログラミングによる自動制御および／または双方向制御のために適合される１つ以上の自動データ処理チップを含むことができる。当業者により理解されるように、本発明の実施に適している幅広い種類のプロセッサ、プログラミング言語、データ取得、および制御装置は、現在市販されており、今後、開発がなされることは確実であろう。
【００２６】
好適なプロセッサ、メモリ、入力および出力装置、およびプログラミングを含む好適な制御装置の例は、カナダのオンタリオにあるＭＤＳ Ｓｃｉｅｘ社から市販されているＡＰＩ３０００ＴＭまたはＡＰＩ４０００ＴＭＬＣ−ＭＳ／ＭＳシステムに組み込まれるものである。
【００２７】
当業者により理解されるように、自動質量分析器は、特定のユーザコマンド入力を必要とせず、標的物質の質量分析に有用な、またはその分析に必要とされる１つ以上の操作を実行するために適合されるいずれかの質量分析装置である。質量分析器１００、１１０を搭載する目的のために適合される制御装置５４の組み合わせは、自動質量分析器の例である。
【００２８】
本発明を実施するための使用に好適な制御装置アーキテクチャの例を図３に示す。図３に示される実施形態において、制御装置５４は、プロセッサ５６および関連する揮発性メモリ５８、持続性メモリ６０、入力装置６２、および出力装置６４のうちの１つ以上を備える。制御装置５４は、本明細書に記載されるように、そこからデータ信号を取得し、そこにコマンド信号を提供するために、質量分析計１２、２１４およびイオン源１２、２１２（種々のその個別コンポーネントを含む）に通信可能に結合される。制御装置５４は、インターネットまたはローカルネットワークまたは広域ネットワークなどの有線または無線公共ネットワークまたは私用ネットワークなどの通信ネットワーク７６を介して、１つ以上の遠隔データベース６６に通信可能にさらに結合することができる。
【００２９】
当業者により理解されるように、メモリ５８、６０、入力および出力装置６２、６２、および通信インターフェース６６には、例えば、光学および磁気ＲＯＭおよびＲＡＭ、キーボード、位置決め装置、画面操作、プリンタ、無線装置およびモデムを含む、いずれかの好適な装置またはコンポーネントを含むことができる。幅広い種類の好適な装置およびコンポーネントは、現在、市販されており、今後、開発がなされることは確実であろう。
【００３０】
図４は、本発明の実施において好適な工程の概略図である。図４で説明される工程４００は、図１および２に示されるような質量分析器１００、１１０を使用して、図３に示されるような制御装置の制御下で、好適にプログラム化したアルゴリズムを実施するプログラムを実行するために適合され、実施される場合、下記のように示される。しかしながら、本明細書に記載されるように、図４の４００に示される工程は、幅広い種類のプログラミング技法を含み、幅広い種類のシステムおよびコンポーネント構成を使用して、実施することができることを理解されたい。
【００３１】
４０２では、制御装置５４は、分析される１つ以上の化合物または物質を識別するための識別子を示す信号を入力源から取得あるいは受信する。例えば、質量分析器１００、１１０のユーザは、一般に認められる化合物または物質名、またはその略称、または他の一意の識別子を示すデータを入力するためのキーボード、位置決め装置、および／または双方向画面表示などの好適にプログラム化、および／または制御された入力装置６２を使用する。入力装置は、入力データをプロセッサ５６に示す信号を提供する。例えば、ユーザは、化学薬品、臨床試験または法医学試料などの生物学的生成物、または食料または飲料などの栄養物質のうちの１つ以上を名称別、または索引または参照番号などの他のコード化された参照別により識別するデータを入力することができる。
【００３２】
４０２では、ユーザは、識別された物質を分析用の質量分析計１４で使用可能にする方法に関する情報を識別または他の方法で特定する、追加データを入力してもよい。例えば、質量分析器１００がＬＣコラム２１２を備え、識別された物質または化合物が、一定時間または一定時間範囲内にＬＣコラムから質量分析器へ通過または通過を開始することが予測される場合、ユーザは、そのような時間および／または時間範囲を示すデータを入力し、そのような情報を参照してコード化することができる。本明細書に説明する通り、そのような追加データは、例えば、識別された物質の分析の効率をさらに向上するために使用することができる。ユーザが入力したそのようないかなるデータも示す信号は、質量分析器１００で識別された物質の分析を制御する際に使用するプロセッサ５６に提供することができる。試料中の何百または何千もの物質の検出が必要な用途において、質量分析器１００の効率は、分析中の特定の時間にＬＣコラムから通過することが予測されるそれらの化合物のみをモニタリングすることで向上させることができる。例えば、リンゴ製品の残留農薬の分析では、４００の化合物がモニタリングされることがある。各化合物は、ＬＣコラムからの特定の溶出時間を有する。本明細書に記述される技法を用いることで、ユーザは、化合物の質量、モニタリングされる所望の親・娘イオン遷移および溶出時間または時間窓など、分析される化合物についての情報を簡単に提供することができ、本システムは、分析中に自動的に分析計の走査機能を制御することができ、分析中の各時点で予測される化合物のみが走査され、従って、分析中のいずれかの所与の時間において総数４００よりもさらに少ない化合物が走査される。本システムは、ユーザが提供した情報を走査ごとに読み取ることができるため、分析前に、質量分析器１００に複雑な収集方法を構成する必要はない。
【００３３】
４０４では、４０２で受信した識別子を使用して、制御装置５４は、識別子に関連する分析パラメータを含むデータに自動的にアクセスする。例えば、好適なコマンド信号の送信を生じさせ、４０２で受信された識別子以外にユーザがさらに入力することなく、プロセッサ５６は、工程段階４０２で受信された識別子に関連する化合物に関連したデータを検索するために、１つ以上のメモリ／データベースまたは他のデータストア５８、６０、６６のクエリを行うことができ、化合物は、ＬＣコラム２１４からの出力によって提供されるようなイオナイザー２１８によって物質が放出されることが予測され、または他の方法で質量分析計１４に利用可能となる、複数の物質および時間または時間範囲を有する。種々の実施形態において、イオナイザー２１８は、リアルタイムにＬＣコラムの出力から直接イオンを生成することができる、またはＬＣコラムからの出力物質は、当業者に周知の今後のイオン化用にＭＡＬＤＩプレート表面に蒸着することができる。例えば、周知の溶媒中に懸濁または溶解した複数の周知物質から成る複合化合物は、周知の反応剤から成るＬＣコラムおよび時間関数として記録されたＬＣコラムからの出力物質を使用して分析されている。従って、例えば、化合物および／または物質を表す名称、種々のイオンがＬＣコラムから放出される時間および／または時間範囲（好適な変数の許容値を含む）（「保持時間」としても知られる）などの識別子から成るデータセットは、周知であり、本発明に従い使用することができる。本発明の本側面の用途例は、迅速な薬剤スクリーニングのオンデマンド分析用途である。血液または尿の試料が提供され、多量の毒素または薬物乱用の分析が至急必要とされる場合、本発明は、所望の検体リストを容易に提供できる能力をユーザに提供する。次いで、本システムは、データベースから走査パラメータ、溶出時間、所望の化合物を検出するために好適な識別イオンなどの情報を得て、質量分析器１００機能を自動的に実行することができる。
【００３４】
４０８では、４０４でアクセスしたデータを使用して、制御装置５４は、イオン源１４で提供された物質の分析用の質量分析器を構成するために、４０６で決定されたコマンド信号を質量分析器１００に提供する。従って、好ましい実施形態では、提供されたコマンド信号は、適宜質量分析器を構成させ、それによって物質の所望の分析を実行する際に、質量分析器１００で得られたデータのいかなる後続処理にも望ましいように、質量分析器１００により使用される。
【００３５】
本発明が提供する利点の１つは、複数の化合物の改良型分析および／または相対的複合化合物の分析である。本発明は、例えば、制御装置５４が、複数の物質の系列分析を実行する上で、または複合化合物の分析を複数の段階に分割する上で、質量分析器１００および／またはそのいずれかのコンポーネントの再構成を生じさせることを可能にし、例えば、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳまたは他の再帰的スペクトロスコピーなど、そのような分析または段階の際の効果的な分析のため、質量分析器１００の１つ以上のコンポーネントを再構成する上で有用となることがある。さらに、本発明は、方法を指定するユーザから提供および／または４０４でアクセスされたデータに基づいて後続分析の決定を可能にするため、本システムは、このデータと走査ベースごとに質量分析器１００で収集したデータとを組み合わせ、特定された化合物と異なる時間で着目化合物の溶出が生じる場合があるＬＣ性能の偏差を修正する、および／または質量分析器１００の負荷サイクルを調節し、現在または以前の走査データで示され得る質量分析器１００パラメータの低強度ピークおよび／または他の適切な調整に対し、信号対雑音比を向上させてもよい。従って、４１０では、いかなる後続分析、分析段階、または質量分析器１００調整も実行されるように、制御装置５４により決定が行われる。その場合、必要に応じて４０２〜４０８の工程を繰り返す。従って、本発明は、例えば、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳまたは他の再帰的分析における複数の走査負荷サイクルの実行の際の改良された機能を提供する。
【００３６】
例えば、ＬＣ−ＭＳ／ＭＳ装置などの再帰的質量分析器は、例えば、クロマトグラフィー装置によって放出されるイオンに伴って可変する質量対電荷（ｍ／ｚ）比のイオンの最適検出のために、異なる時点で、図２の装置Ｑ０、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、および２２に好適な電磁場を、および／またはチャンバまたは装置１６、１８、２０、２２０、２４０に好適な圧力を提供するように装置を構成することにより、一連の走査を実行するように構成することができる。具体的には、質量分析器は、イオンがクロマトグラフィー装置で放出され、質量分析器に使用可能になる時間の異なるｍ／ｚ比のイオンを検出するために構成してもよい。
【００３７】
本発明の実践における実用性の一例は、従来のルーチン分析において容易に見られるものである。例えば、血液または尿の試料の薬物乱用分析では、血液または尿の試料中の何百もの化合物の存在を同時に検出できる方法を見出すことが要求されている。この分析を行うために、ＬＣ単離が使用され、分析期間中の所定の時間に着目検体が通常単離する液体流を用いた質量分析計が提示される。検体は、ＬＣストリームの一定時間（ピーク幅）に個別に出現し、検出器は、ＭＲＭの環状配列または他の化合物の特定の走査機能において何百もの化合物を個別に走査しなければならないため、試料内の化合物の存在を特徴付けることができるデータポイント数は、典型的なピーク幅内で達成され得る完全な走査サイクル数により制限される。典型的な三連四重極（ＱＱＱ）器具では、４００の化合物の個別の選択的走査を備える走査サイクルは、器具によっては最大２０秒を要することがある。典型的な１０〜３０秒ピーク幅では、通常、ピークごとに１つまたは２つのデータのみが予測される。極端な場合では、ピーク幅が走査サイクルよりも小さい場合、化合物は検出されず、従って後続走査との間に生じ、その結果検出されずに溶出する可能性がある。本明細書に記載される本発明の実施により、ユーザは、化合物名のリストおよび推定溶出時間または時間窓をシステムに単に提供することができる。次いで、本システムは、走査する化合物を走査ごとに自動的に検出することができ、従って、分析中のいかなる時間でも同時に走査される化合物数を有意に減少させる。さらに、本システムは、化合物を確認するための後続ＭＳ／ＭＳ分析を実行するために、走査ごとの質量分析器１００の特性を調整し、ＬＣ性能の偏差を修正し、小信号の信号対雑音比を向上する能力を有する。これは、溶出する検体ピークを示すデータポイント数を増加させ、各単独の検体に対して器具の負荷サイクルを増加させる効果を有する。本発明を用いることで、そのような複数の化合物スクリーニング方法により得られたデータは、非検知のピークの確立を減少し、ピーク面積決定（定量）の質を向上し、分析スピードの増加を可能にすることで改善することができる。さらに、本システムが分析中に検出器を好適に制御するために読み取ることができる、所望の化合物の推定溶出時間のリストだけが必要であるため、ある方法において多数の検体を実施することはユーザにとって非常に容易となる。
【００３８】
上述のとおり、図４に示される工程４００および本明細書に記載される他の工程は、図１および３に示さるような質量分析器、および図３に示す制御装置を使用して好適にプログラム化されたアルゴリズムを実行して実施する上で適している。関連技術の当業者に理解されるとおり、そのようなアルゴリズムは、例えば、コンピュータ読み取り可能な、コンピュータ実行可能プログラム符号を提供するために、例えば、２進言語またはＣ＋＋、ＦＯＲＴＲＡＮ、Ｃ♯または他の好適なプログラミング言語などの高度なコンピュータ言語の使用など、あらゆる方法で符号化あるいはプログラム化することができる。符号の実施は、種々の異なる方法で対処することができ、必要な符号または情報ストレージは、器具の制御装置またはホストコンピュータのいずれかで実行してもよい。
【００３９】
本発明は、好ましい実施形態に関連して記述および図示されているが、関連技術の当業者に明らかな通り、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変形および修正が行われることがあり、従って、本発明は、そのような変形および修正が、本発明の範囲内に含まれることを意図するため、上記に定義される方法または構造の正確な詳細に制限されるものではない。工程自体に必要または特有な範囲を除き、図面を含み、本開示に記述される方法または工程のステップまたは段階における特定の順序は示唆されない。多くの場合、工程ステップの順序は、記載される方法の目的、影響または重要性を変更することなく変化する場合がある。
【００４０】
本明細書に使用される項の見出しは、構成目的のみに提供され、いかなる方法でも記載される主題を制限するものと解釈されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１および２は、本発明の実施において使用に好適な質量分析器の概略図である。
【図２】図１および２は、本発明の実施において使用に好適な質量分析器の概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施において使用に好適な制御装置の概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施において使用に好適な工程の概略図である。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用および優先権主張）
本願は、２００５年１２月７日に出願された名称「Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｍａｔｒｉｃｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ」の米国仮特許出願第６０／７４２，９１０号と、２００６年１２月６日に出願された名称「Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｍａｔｒｉｃｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ」の米国特許出願第１１／５６７，２８１号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、質量分析器に関する。
【背景技術】
【０００３】
物質の複合基質に含まれる多数の検体を同時に分析することが望まれる場合がある。これは、例えば、法医学的研究、環境問題研究、代謝研究、食料、薬物、および飲料の研究において、有用である。
【０００４】
そのような分析を実行するための一方法として、質量分析計と組み合わせて使用される液体クロマトグラフ（ＬＣ）カラム、例えば、液体クロマトグラフィーと再帰的質量分析（ＬＣ−ＭＳ／ＭＳ）との質量分析器の組み合わせなどのクロマトグラフ装置の使用が含まれる。典型的に、そのような分析においては、クロマトグラフ装置は、検体基質を放出させたり、あるいは分散法によって質量分析計に提供したりすることによって、様々な検体が種々の期間にわたり質量分析計に提供される。多重反応モニタリング（ＭＲＭ）および／または他の再帰型または分散型分析法を使用して、質量分析計によって検体を受容しながら、検体を分析することができる。
【０００５】
ＭＲＭ法には、質量分析計による複数の走査が含まれる。典型的には、例えば、好適な電磁場を提供するように質量分析計を構成することによって、複数の走査は、クロマトグラフ装置により経時的イオンの放出に伴い質量電荷（ｍ／ｚ）比を変えるイオン検出に適合される。分析されるｍ／ｚ比がは可変であるため、質量分析計は、対応するイオンがクロマトグラフ装置により放出される間、イオンの放出および検出に対し好適な状態を提供するように構成されることが望ましい。
【０００６】
従来技術のシステムを使用して、最も効率的かつ可能性のあるＭＲＭ分析を得るために、質量分析器のユーザに対して、基質内に存在する種々の検体の最適分析のための質量分析計を手動で（すなわち、非自動的に）構成する試みにおいて、冗長かつ難解な一連のコマンドを質量分析計に提供することが必要とされてきた。そのような入力要件は、エラーを起こしやすく、望ましくないことに、多大な時間を要し、質量分析器の非効率的な使用になりがちである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、質量分析計を使用した化合物、特に複合物質基質の自動分析に有用な改良型システム、装置、方法、およびプログラミングを提供する。本発明によるシステム、装置、方法、およびプログラミングは、質量分析計を使用して実施される分析操作における、質量分析計の制御装置による自動決定のために提供されるものであり、具体的に、分析操作は、スペクトロメータのユーザ、および物質を分析するための好適な工程または工程段階に関するデータベースまたは他のライブラリ情報により提供される化合物および／または物質の識別に基づいて、化合物内に含まれる基本となる１つ以上の物質の分析のために適合される。
【０００８】
例えば、一実施形態において、ユーザは、データベースまたは他の情報ライブラリにアクセスし、複数の物質から成る化合物に含まれるそれぞれの複数の検体に対する最適な負荷サイクルを自動的に決定することと、そのような負荷サイクルを実施するために質量分析器の構成に好適なコマンド信号を決定する際に、制御装置による使用のために、名前などの識別子または本明細書の他の一意の手段を提供することができる。負荷サイクルは、例えば、多重反応モニタリング（ＭＲＭ）または高感度プロダクトイオン（ＥＰＩ）質量分析計などの再帰的質量分析器において実施してもよい。
【０００９】
本発明の付加的側面は、以下の説明に鑑み明らかとなるであろう。
【００１０】
本発明は、添付図面の図に示され、例示的ではあるが限定されるものではなく、同一参照は、同一部分、または対応する部分を意図する。図面は図示のみを目的とするものであり、決して本明細書においてその教示の範囲を限定するものではないことは、当業者には理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１および２は、本発明の実施において使用に好適な質量分析器の概略図である。質量分析器１００は、イオンまたは化合物源（以下「イオン源」または「ＩＳ」と称する）１２、質量分析計（「ＭＳ」）１４、および制御装置５４を備える。図１に示される例は、図２に示されるものよりもさらに一般的であり、イオン源と、質量分析計と、本明細書に開示されるすべての目的に対して適合可能ないずれかの種類の制御装置とのいずれの組み合わせも、本発明の実施に使用され得るという概念を示し、質量分析器１００のコンポーネントの一般的な概念関係を互いに示す。例えば、イオン源１２は、検体イオンを分析のために質量分析計１４に提供し、制御装置５４は、質量分析計１４、および任意でイオン源１２の操作を制御する。簡潔にするために、用語「イオン源」は、一般に試料導入システムの種々のコンポーネントのそれぞれおよび／またはすべてに適応することができ、例えば、液体試料の取り扱い、液体クロマトグラフィーおよび以下に記載されるイオン化システムを含む。種々の実施形態において、イオンを生成するイオン源１２のイオン化（イオナイザー）部分は、質量分析計１４に関連する別のコンポーネントであり、または従来技術において公知のイオン化方法によりイオンを生成する質量分析計のインターフェースであることができる。
【００１２】
図２に示されるさらに特定の実施形態において、質量分析器１００は、液体クロマトグラフィー再帰的質量分析（ＬＣ−ＭＳ／ＭＳ）質量分析器１１０を備える。ＬＣ−ＭＳ／ＭＳ質量分析器１１０は、イオンを生成するための液体クロマトグラフ２１２およびイオナイザー２１８（イオンスプレーとして表示）の形態でイオン源１２を備え、質量分析計１４は、三連四重極質量分析計（ｔｒｉｐｌｅ ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）２１４を備える。そのようなシステムの例として、ＭＤＳ Ｓｃｉｅｘ社より市販されているＡＰＩ３０００ＴＭおよびＡＰＩ４０００ＴＭＬＣ−ＭＳ／ＭＳシステムを含むが、本発明がいずれのＭＳ、ＭＳ／ＭＳまたは他の多重ＭＳ機能（例、３Ｄトラップまたは飛行時間型（ＴＯＦ）分析器）を備える好適に制御されるシステムに適用可能であることは、当業者には理解されるであろう。
【００１３】
当業者により理解されるように、液体クロマトグラフは、溶媒に溶解されるイオンを分離するために使用されるクロマトグラフ分析法であり、例えば、ある化合物内の複数物質をイオン化するためにＭＳインターフェースに導入可能であり、従って、分散法によって、一定期間にわたり、ｍ／ｚ比を変えるイオンを質量分析計に提供される一方法である。例えば、試料注射器２１３を介してポンプ２１６により提供される溶媒２１５に標的検体を含む試料液を導入し、カラム２１７の好適な第２の個体または液相反応剤に接触させる場合、着目検体を他の物質と分離する効果を有する反応を生じることがある。カラム２１７を通過させるために、標的検体を含んだ反応生成物に必要とされる異なる経過期間を利用することにより、着目検体は、典型的に、ｍ／ｚ比を変えるイオンを備え、一定期間にわたり、分散法によって質量分析計１４、２１４に導入させることができる。
【００１４】
さらに当業者により理解されるように、幅広い種類のイオン源は、イオンスプレーなどのイオナイザー２１８を含み、ＬＣカラムは、本明細書に記載される本発明を実施するための使用に好適である。好ましいイオン源は、分散法によって、質量分析計１４に検体または検体イオンを提供する方法において、試験基質内の検体を分離するものであり、すなわち、一定期間にわたり、ＭＲＭまたは他の好適な技法を使用して、質量分析計１４による再帰的質量分析を促進する。ＬＣカラムは、イオン化される検体液を導入するための１種類のイオン源のみ示し、本発明を実施するための使用に現在利用可能かつ好適である。現在、他も市販されており、今後、開発がなされることは確実であろう。検体は、ＬＣ以外の手段により質量分析計１４に導入されてもよく、例えば、検体は、種々の選択抽出または誘導体化法に基づいて分離され、さらなるＬＣ分離の恩恵を受けずに、質量分析計１４に溶液の形態で提示されてもよい。基質支援レーザー脱離イオン化法（ＭＡＬＤＩ）または他の表面イオン化用途と同様に、検体が基質の有無に関わらず結晶化され、イオン化のために質量分析計１４に導入される、市販されている別の例が存在する。
【００１５】
図２の質量分析計１４は、タンデム四重極型イオンガイド２５０を含む三連四重極質量分析計２１４を備える。イオン源１２、２１２により提供されるイオンは、差動排気領域２２０を通って質量分析計１４、２１４へ、そこからスキマー２４０を通って第１の視準四重極Ｑ０へ通過する。イオン源１２、２１２により提供されるイオンの望ましい操作をさらに適合するために、視準四重極Ｑ０は、例えば、約１０−２ｔｏｒｒの圧力で維持されるチャンバ１６に配置することができる。
【００１６】
示される実施形態において、チャンバ１８内のロッドセットＱｌの上流は、短い視準ロッドセット２２である。例えば、視準ロッドセット２２は、ロッドセットＱｌに導入する前に、選択したｍ／ｚ比のイオンを集束するために使用することができる。
【００１７】
質量分析計２１４は、三連ロッドセットＱｌ、Ｑ２およびＱ３を含む下流チャンバ１８をさらに備え、Ｑ２は、内部補助チャンバ２０内に示される。チャンバ１８は、約１０−５ｔｏｒｒの圧力で維持することが可能であり、補助チャンバ２０は、衝突誘起解離（ＣＩＤ）を生じさせるために、２１で示されるように窒素またはアルゴンガスが供給される。現在、市販化されている実施形態において、チャンバ２０は、典型的には、約１０−２ｔｏｒｒの圧力で維持される。
【００１８】
種々のチャンバ１６、１８、２０は、２１、２４、２５および２６に示されるように、公知の方法において、好適なポンプに接続されることができる。一般に、例えば、差動排気領域１２は、粗引きポンプに接続されることができ、ポンプ接続部２５および２６に接続される、より高性能なポンプを支援する働きをすることができる。
【００１９】
質量分解能モードを含む種々のモードでロッドセットＱｌおよびＱ３を操作し、特定のｍ／ｚ比のイオンを選択することができる。選択されたイオンは、Ｑ２へ通過させ、ＣＩＤおよび／または他の望ましい反応をさせることができる。その後、結果として生じるイオンおよび残余前駆イオンは、質量分解能ロッドセットＱ３へ通過させ、検出器２８により記録されることができる。
【００２０】
従って、当業者により理解されるように、望ましい順序において、質量分解器Ｑ３へイオンを提供するために、タンデム四重極型イオンガイド２５０の種々のコンポーネントによりイオン源１２、２１２により提供されるイオンを制御することができる。本明細書に記載されるように、例えば、種々のチャンバまたは装置１６、１８、２０、２２０、２４０において、ガス圧を好適に制御することにより、および／またはロッドセットＱ０、Ｑｌ、Ｑ２、Ｑ３および２２の電極を通って使用される電圧を好適に制御することにより、望ましい時間で、望ましい順序において、種々のｍ／ｚ比のイオンをＱ３に提供することができる。本明細書にさらに記載されるように、そうのようなガス圧および電圧の制御に好適な制御信号は、制御装置５４により提供されることができる。
【００２１】
当業者により理解されるように、本明細書に記載される目的と一致するいずれの構造または機能から成る質量分析計は、本発明を実施するための使用に好適である。従って、四重極線形イオントラップ（ＱＴｒａｐ）、タンデム四重極飛行時間型（ＱｑＴＯＦ）、および他の種々の公知の質量分析計、および将来開発されるであろう質量分析計の多くの種類は、本発明を実施するための使用に適している。いったん本開示に精通すると当業者にもたらされるように、多重反応モニタリング（ＭＲＭ）および高感度プロダクトイオン（ＥＰＩ）分析法に適合する質量分析計は、いくつかの例において特に利点となる。
【００２２】
質量分析器１００、１１０は、制御装置５４をさらに備え、ユーザ制御入力装置、および／または質量分析器１００、１１０から取得あるいは提供されるデータ信号を受信、格納、および処理を行うため、さらに信号に従って、質量分析器１００、１１０によって行われる操作の制御用に適合されるコマンド信号を決定するための好適なアルゴリズムを実行および提供するために適合される。例えば、制御装置５４は、質量分析計１４、２１４により印加され、その内部に維持される電圧および圧力を制御するために有用な信号を解釈かつ提供するため、および任意でイオン源１２、２１２を制御するために適合される。制御装置５４は、質量分析器１００、１１０、およびそのコンポーネントの制御に好適なユーザインターフェースをさらに提供し、従って、物質の分析に好適なコマンドをユーザから受け取り、そのコマンドの実施に好適な入力／出力装置を含むことができる。
【００２３】
特に、制御装置５４は、入力源６２から１つ以上の物質を識別するための識別子を示す信号を受信するために適合され、識別子を使用して識別子に関連する分析パラメータを含むデータセットに自動的にアクセスし、そのアクセスデータを使用して、物質の分析おいて、質量分析計による使用のための質量分析計１４、２１４へコマンド信号セットを提供するために適合される。制御装置５４は、提供されたコマンド信号に対応して、質量分析計１４、２１４により取得されるデータを処理し、物質のさらなる分析において、質量分析計による使用のためのコマンド信号を決定する際に取得されるそのようなデータを使用するためにさらに適合してもよい。例えば、制御装置５４は、質量分析器１００により識別された物質を提示する質量分析計１４、２１４から取得されるデータを格納する、および／または印刷または表示されたグラフまたはプロットなどの人間の解釈可能な形態での出力用データをユーザが処理するために適合することができる。
【００２４】
当業者により理解されるように、制御装置５４は、本明細書に記載される目的を遂行するための使用に好適ないずれかのデータ取得および処理システムまたは装置を含むことができる。例えば、制御装置５４は、関連するプログラミングおよびデータ取得、入力、出力、通信および制御装置を有する、好適にプログラム化された、または好適にプログラム可能な汎用または特殊目的のコンピュータまたはコンピュータチップ、または他の自動データプロセッサを含むことができる。特に、制御装置５４は、好適な揮発性および／または持続性メモリを備える、またはそれらに結合あるいは関連するものであることが好ましい。
【００２５】
従って、制御装置５４は、１つ以上の用途および操作システムプログラム、および必要または望ましいいずれかの揮発性または持続性記憶媒体を含み、適切にコード化された構造化プログラミングによる自動制御および／または双方向制御のために適合される１つ以上の自動データ処理チップを含むことができる。当業者により理解されるように、本発明の実施に適している幅広い種類のプロセッサ、プログラミング言語、データ取得、および制御装置は、現在市販されており、今後、開発がなされることは確実であろう。
【００２６】
好適なプロセッサ、メモリ、入力および出力装置、およびプログラミングを含む好適な制御装置の例は、カナダのオンタリオにあるＭＤＳ Ｓｃｉｅｘ社から市販されているＡＰＩ３０００ＴＭまたはＡＰＩ４０００ＴＭＬＣ−ＭＳ／ＭＳシステムに組み込まれるものである。
【００２７】
当業者により理解されるように、自動質量分析器は、特定のユーザコマンド入力を必要とせず、標的物質の質量分析に有用な、またはその分析に必要とされる１つ以上の操作を実行するために適合されるいずれかの質量分析装置である。質量分析器１００、１１０を搭載する目的のために適合される制御装置５４の組み合わせは、自動質量分析器の例である。
【００２８】
本発明を実施するための使用に好適な制御装置アーキテクチャの例を図３に示す。図３に示される実施形態において、制御装置５４は、プロセッサ５６および関連する揮発性メモリ５８、持続性メモリ６０、入力装置６２、および出力装置６４のうちの１つ以上を備える。制御装置５４は、本明細書に記載されるように、そこからデータ信号を取得し、そこにコマンド信号を提供するために、質量分析計１２、２１４およびイオン源１２、２１２（種々のその個別コンポーネントを含む）に通信可能に結合される。制御装置５４は、インターネットまたはローカルネットワークまたは広域ネットワークなどの有線または無線公共ネットワークまたは私用ネットワークなどの通信ネットワーク７６を介して、１つ以上の遠隔データベース６６に通信可能にさらに結合することができる。
【００２９】
当業者により理解されるように、メモリ５８、６０、入力および出力装置６２、６２、および通信インターフェース６６には、例えば、光学および磁気ＲＯＭおよびＲＡＭ、キーボード、位置決め装置、画面操作、プリンタ、無線装置およびモデムを含む、いずれかの好適な装置またはコンポーネントを含むことができる。幅広い種類の好適な装置およびコンポーネントは、現在、市販されており、今後、開発がなされることは確実であろう。
【００３０】
図４は、本発明の実施において好適な工程の概略図である。図４で説明される工程４００は、図１および２に示されるような質量分析器１００、１１０を使用して、図３に示されるような制御装置の制御下で、好適にプログラム化したアルゴリズムを実施するプログラムを実行するために適合され、実施される場合、下記のように示される。しかしながら、本明細書に記載されるように、図４の４００に示される工程は、幅広い種類のプログラミング技法を含み、幅広い種類のシステムおよびコンポーネント構成を使用して、実施することができることを理解されたい。
【００３１】
４０２では、制御装置５４は、分析される１つ以上の化合物または物質を識別するための識別子を示す信号を入力源から取得あるいは受信する。例えば、質量分析器１００、１１０のユーザは、一般に認められる化合物または物質名、またはその略称、または他の一意の識別子を示すデータを入力するためのキーボード、位置決め装置、および／または双方向画面表示などの好適にプログラム化、および／または制御された入力装置６２を使用する。入力装置は、入力データをプロセッサ５６に示す信号を提供する。例えば、ユーザは、化学薬品、臨床試験または法医学試料などの生物学的生成物、または食料または飲料などの栄養物質のうちの１つ以上を名称別、または索引または参照番号などの他のコード化された参照別により識別するデータを入力することができる。
【００３２】
４０２では、ユーザは、識別された物質を分析用の質量分析計１４で使用可能にする方法に関する情報を識別または他の方法で特定する、追加データを入力してもよい。例えば、質量分析器１００がＬＣコラム２１２を備え、識別された物質または化合物が、一定時間または一定時間範囲内にＬＣコラムから質量分析器へ通過または通過を開始することが予測される場合、ユーザは、そのような時間および／または時間範囲を示すデータを入力し、そのような情報を参照してコード化することができる。本明細書に説明する通り、そのような追加データは、例えば、識別された物質の分析の効率をさらに向上するために使用することができる。ユーザが入力したそのようないかなるデータも示す信号は、質量分析器１００で識別された物質の分析を制御する際に使用するプロセッサ５６に提供することができる。試料中の何百または何千もの物質の検出が必要な用途において、質量分析器１００の効率は、分析中の特定の時間にＬＣコラムから通過することが予測されるそれらの化合物のみをモニタリングすることで向上させることができる。例えば、リンゴ製品の残留農薬の分析では、４００の化合物がモニタリングされることがある。各化合物は、ＬＣコラムからの特定の溶出時間を有する。本明細書に記述される技法を用いることで、ユーザは、化合物の質量、モニタリングされる所望の親・娘イオン遷移および溶出時間または時間窓など、分析される化合物についての情報を簡単に提供することができ、本システムは、分析中に自動的に分析計の走査機能を制御することができ、分析中の各時点で予測される化合物のみが走査され、従って、分析中のいずれかの所与の時間において総数４００よりもさらに少ない化合物が走査される。本システムは、ユーザが提供した情報を走査ごとに読み取ることができるため、分析前に、質量分析器１００に複雑な収集方法を構成する必要はない。
【００３３】
４０４では、４０２で受信した識別子を使用して、制御装置５４は、識別子に関連する分析パラメータを含むデータに自動的にアクセスする。例えば、好適なコマンド信号の送信を生じさせ、４０２で受信された識別子以外にユーザがさらに入力することなく、プロセッサ５６は、工程段階４０２で受信された識別子に関連する化合物に関連したデータを検索するために、１つ以上のメモリ／データベースまたは他のデータストア５８、６０、６６のクエリを行うことができ、化合物は、ＬＣコラム２１４からの出力によって提供されるようなイオナイザー２１８によって物質が放出されることが予測され、または他の方法で質量分析計１４に利用可能となる、複数の物質および時間または時間範囲を有する。種々の実施形態において、イオナイザー２１８は、リアルタイムにＬＣコラムの出力から直接イオンを生成することができる、またはＬＣコラムからの出力物質は、当業者に周知の今後のイオン化用にＭＡＬＤＩプレート表面に蒸着することができる。例えば、周知の溶媒中に懸濁または溶解した複数の周知物質から成る複合化合物は、周知の反応剤から成るＬＣコラムおよび時間関数として記録されたＬＣコラムからの出力物質を使用して分析されている。従って、例えば、化合物および／または物質を表す名称、種々のイオンがＬＣコラムから放出される時間および／または時間範囲（好適な変数の許容値を含む）（「保持時間」としても知られる）などの識別子から成るデータセットは、周知であり、本発明に従い使用することができる。本発明の本側面の用途例は、迅速な薬剤スクリーニングのオンデマンド分析用途である。血液または尿の試料が提供され、多量の毒素または薬物乱用の分析が至急必要とされる場合、本発明は、所望の検体リストを容易に提供できる能力をユーザに提供する。次いで、本システムは、データベースから走査パラメータ、溶出時間、所望の化合物を検出するために好適な識別イオンなどの情報を得て、質量分析器１００機能を自動的に実行することができる。
【００３４】
４０８では、４０４でアクセスしたデータを使用して、制御装置５４は、イオン源１４で提供された物質の分析用の質量分析器を構成するために、４０６で決定されたコマンド信号を質量分析器１００に提供する。従って、好ましい実施形態では、提供されたコマンド信号は、適宜質量分析器を構成させ、それによって物質の所望の分析を実行する際に、質量分析器１００で得られたデータのいかなる後続処理にも望ましいように、質量分析器１００により使用される。
【００３５】
本発明が提供する利点の１つは、複数の化合物の改良型分析および／または相対的複合化合物の分析である。本発明は、例えば、制御装置５４が、複数の物質の系列分析を実行する上で、または複合化合物の分析を複数の段階に分割する上で、質量分析器１００および／またはそのいずれかのコンポーネントの再構成を生じさせることを可能にし、例えば、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳまたは他の再帰的スペクトロスコピーなど、そのような分析または段階の際の効果的な分析のため、質量分析器１００の１つ以上のコンポーネントを再構成する上で有用となることがある。さらに、本発明は、方法を指定するユーザから提供および／または４０４でアクセスされたデータに基づいて後続分析の決定を可能にするため、本システムは、このデータと走査ベースごとに質量分析器１００で収集したデータとを組み合わせ、特定された化合物と異なる時間で着目化合物の溶出が生じる場合があるＬＣ性能の偏差を修正する、および／または質量分析器１００の負荷サイクルを調節し、現在または以前の走査データで示され得る質量分析器１００パラメータの低強度ピークおよび／または他の適切な調整に対し、信号対雑音比を向上させてもよい。従って、４１０では、いかなる後続分析、分析段階、または質量分析器１００調整も実行されるように、制御装置５４により決定が行われる。その場合、必要に応じて４０２〜４０８の工程を繰り返す。従って、本発明は、例えば、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳまたは他の再帰的分析における複数の走査負荷サイクルの実行の際の改良された機能を提供する。
【００３６】
例えば、ＬＣ−ＭＳ／ＭＳ装置などの再帰的質量分析器は、例えば、クロマトグラフィー装置によって放出されるイオンに伴って可変する質量対電荷（ｍ／ｚ）比のイオンの最適検出のために、異なる時点で、図２の装置Ｑ０、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、および２２に好適な電磁場を、および／またはチャンバまたは装置１６、１８、２０、２２０、２４０に好適な圧力を提供するように装置を構成することにより、一連の走査を実行するように構成することができる。具体的には、質量分析器は、イオンがクロマトグラフィー装置で放出され、質量分析器に使用可能になる時間の異なるｍ／ｚ比のイオンを検出するために構成してもよい。
【００３７】
本発明の実践における実用性の一例は、従来のルーチン分析において容易に見られるものである。例えば、血液または尿の試料の薬物乱用分析では、血液または尿の試料中の何百もの化合物の存在を同時に検出できる方法を見出すことが要求されている。この分析を行うために、ＬＣ単離が使用され、分析期間中の所定の時間に着目検体が通常単離する液体流を用いた質量分析計が提示される。検体は、ＬＣストリームの一定時間（ピーク幅）に個別に出現し、検出器は、ＭＲＭの環状配列または他の化合物の特定の走査機能において何百もの化合物を個別に走査しなければならないため、試料内の化合物の存在を特徴付けることができるデータポイント数は、典型的なピーク幅内で達成され得る完全な走査サイクル数により制限される。典型的な三連四重極（ＱＱＱ）器具では、４００の化合物の個別の選択的走査を備える走査サイクルは、器具によっては最大２０秒を要することがある。典型的な１０〜３０秒ピーク幅では、通常、ピークごとに１つまたは２つのデータのみが予測される。極端な場合では、ピーク幅が走査サイクルよりも小さい場合、化合物は検出されず、従って後続走査との間に生じ、その結果検出されずに溶出する可能性がある。本明細書に記載される本発明の実施により、ユーザは、化合物名のリストおよび推定溶出時間または時間窓をシステムに単に提供することができる。次いで、本システムは、走査する化合物を走査ごとに自動的に検出することができ、従って、分析中のいかなる時間でも同時に走査される化合物数を有意に減少させる。さらに、本システムは、化合物を確認するための後続ＭＳ／ＭＳ分析を実行するために、走査ごとの質量分析器１００の特性を調整し、ＬＣ性能の偏差を修正し、小信号の信号対雑音比を向上する能力を有する。これは、溶出する検体ピークを示すデータポイント数を増加させ、各単独の検体に対して器具の負荷サイクルを増加させる効果を有する。本発明を用いることで、そのような複数の化合物スクリーニング方法により得られたデータは、非検知のピークの確立を減少し、ピーク面積決定（定量）の質を向上し、分析スピードの増加を可能にすることで改善することができる。さらに、本システムが分析中に検出器を好適に制御するために読み取ることができる、所望の化合物の推定溶出時間のリストだけが必要であるため、ある方法において多数の検体を実施することはユーザにとって非常に容易となる。
【００３８】
上述のとおり、図４に示される工程４００および本明細書に記載される他の工程は、図１および３に示さるような質量分析器、および図３に示す制御装置を使用して好適にプログラム化されたアルゴリズムを実行して実施する上で適している。関連技術の当業者に理解されるとおり、そのようなアルゴリズムは、例えば、コンピュータ読み取り可能な、コンピュータ実行可能プログラム符号を提供するために、例えば、２進言語またはＣ＋＋、ＦＯＲＴＲＡＮ、Ｃ♯または他の好適なプログラミング言語などの高度なコンピュータ言語の使用など、あらゆる方法で符号化あるいはプログラム化することができる。符号の実施は、種々の異なる方法で対処することができ、必要な符号または情報ストレージは、器具の制御装置またはホストコンピュータのいずれかで実行してもよい。
【００３９】
本発明は、好ましい実施形態に関連して記述および図示されているが、関連技術の当業者に明らかな通り、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変形および修正が行われることがあり、従って、本発明は、そのような変形および修正が、本発明の範囲内に含まれることを意図するため、上記に定義される方法または構造の正確な詳細に制限されるものではない。工程自体に必要または特有な範囲を除き、図面を含み、本開示に記述される方法または工程のステップまたは段階における特定の順序は示唆されない。多くの場合、工程ステップの順序は、記載される方法の目的、影響または重要性を変更することなく変化する場合がある。
【００４０】
本明細書に使用される項の見出しは、構成目的のみに提供され、いかなる方法でも記載される主題を制限するものと解釈されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１および２は、本発明の実施において使用に好適な質量分析器の概略図である。
【図２】図１および２は、本発明の実施において使用に好適な質量分析器の概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施において使用に好適な制御装置の概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施において使用に好適な工程の概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化合物の分析において、質量分析計を制御する方法であって、前記方法は、自動質量分析器の制御装置により実行され、
複数の物質を含む化合物を識別する識別子を表す信号を入力源から受信するステップと、
前記識別子を使用して、前記識別子に関連する分析パラメータを含むデータに自動的にアクセスし、前記アクセスされたデータを使用して、前記化合物の少なくとも一部の分析において、質量分析計による使用のためのコマンド信号セットを自動的に決定するステップと、
前記化合物の少なくとも一部を分析するための前記質量分析計を構成するために、前記質量分析計へ前記コマンド信号セットを提供するステップと、
を包含する、方法。
【請求項２】
一定期間にわたり化合物を提供するように適合された化合物源を含む自動質量分析器の制御装置によって実行される、請求項１に記載の方法であって、
前記方法は、前記制御装置が前記化合物の一部が前記化合物源によって前記質量分析計に提供される期間の範囲を識別する指定を受信することを含み、
前記コマンド信号セットは、前記アクセスされたデータセットを使用して前記制御装置によって決定され、前記識別された時間範囲は、前記質量分析計に複数の走査負荷サイクルを実行させるように適合され、前記それぞれの負荷サイクルは、イオンが前記化合物源により提供される時間に従って、前記識別子に関連する前記イオンを検出するように適合される、方法。
【請求項３】
時間範囲を識別する前記指定は、少なくとも１つの特定された時間および時間範囲の許容を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記質量分析器は、三連四重極質量分析計、ＱＴｒａｐ、およびＱｑＴＯＦ装置のうちの少なくとも１つを備え、前記識別子に関連する前記分析パラメータは、前記化合物の分析において、前記質量分析計によって実行される少なくとも１つの負荷サイクルを制御するために適合されるコマンド信号を自動的に決定するための前記制御装置によって使用可能なデータを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記負荷サイクルは、多重反応モニタリング（ＭＲＭ）分析法または高感度プロダクトイオン（ＥＰＩ）分析法の一部を備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
質量分析計を使用する化合物の自動分析のために有用なシステムであって、
イオン源からイオンを受けるように適合される質量分析計と、
複数の物質を含む化合物を識別する識別子を表す信号を入力源から受信し、前記識別子を使用して、前記識別子に関連する分析パラメータを含むデータに自動的にアクセスし、前記アクセスされたデータを使用して、前記化合物の少なくとも一部の分析において、質量分析計による使用のためのコマンド信号セットを自動的に決定し、前記化合物の少なくとも一部の分析において、前記質量分析計による使用のための前記質量分析計へ前記コマンド信号セットを表す出力信号を提供するように適合される制御装置と
を備える、システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記制御装置に関連するメモリに格納された制御プログラムの命令に従って適合される、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記メモリは、揮発性または持続性である、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
具現化されたコンピュータコードを有するコンピュータ使用可能媒体であって、質量分析システムのための制御装置に、
複数の物質から成る化合物を識別する識別子を示す信号を入力音源信号から受信することと、
前記識別子を使用して、前記識別子に関連する分析パラメータを含むデータに自動的にアクセスし、前記アクセスデータを使用して、前記化合物の少なくとも一部の分析において、質量分析計による使用のためのコマンド信号セットを自動的に決定することと、
前記化合物の少なくとも一部の分析において、前記質量分析計による使用のための前記質量分析計へ前記コマンド信号セットを提供することと
を行わせる、媒体。
【請求項１】
化合物の分析において、質量分析計を制御する方法であって、前記方法は、自動質量分析器の制御装置により実行され、
複数の物質を含む化合物を識別する識別子を表す信号を入力源から受信するステップと、
前記識別子を使用して、前記識別子に関連する分析パラメータを含むデータに自動的にアクセスし、前記アクセスされたデータを使用して、前記化合物の少なくとも一部の分析において、質量分析計による使用のためのコマンド信号セットを自動的に決定するステップと、
前記化合物の少なくとも一部を分析するための前記質量分析計を構成するために、前記質量分析計へ前記コマンド信号セットを提供するステップと、
を包含する、方法。
【請求項２】
一定期間にわたり化合物を提供するように適合された化合物源を含む自動質量分析器の制御装置によって実行される、請求項１に記載の方法であって、
前記方法は、前記制御装置が前記化合物の一部が前記化合物源によって前記質量分析計に提供される期間の範囲を識別する指定を受信することを含み、
前記コマンド信号セットは、前記アクセスされたデータセットを使用して前記制御装置によって決定され、前記識別された時間範囲は、前記質量分析計に複数の走査負荷サイクルを実行させるように適合され、前記それぞれの負荷サイクルは、イオンが前記化合物源により提供される時間に従って、前記識別子に関連する前記イオンを検出するように適合される、方法。
【請求項３】
時間範囲を識別する前記指定は、少なくとも１つの特定された時間および時間範囲の許容を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記質量分析器は、三連四重極質量分析計、ＱＴｒａｐ、およびＱｑＴＯＦ装置のうちの少なくとも１つを備え、前記識別子に関連する前記分析パラメータは、前記化合物の分析において、前記質量分析計によって実行される少なくとも１つの負荷サイクルを制御するために適合されるコマンド信号を自動的に決定するための前記制御装置によって使用可能なデータを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記負荷サイクルは、多重反応モニタリング（ＭＲＭ）分析法または高感度プロダクトイオン（ＥＰＩ）分析法の一部を備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
質量分析計を使用する化合物の自動分析のために有用なシステムであって、
イオン源からイオンを受けるように適合される質量分析計と、
複数の物質を含む化合物を識別する識別子を表す信号を入力源から受信し、前記識別子を使用して、前記識別子に関連する分析パラメータを含むデータに自動的にアクセスし、前記アクセスされたデータを使用して、前記化合物の少なくとも一部の分析において、質量分析計による使用のためのコマンド信号セットを自動的に決定し、前記化合物の少なくとも一部の分析において、前記質量分析計による使用のための前記質量分析計へ前記コマンド信号セットを表す出力信号を提供するように適合される制御装置と
を備える、システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記制御装置に関連するメモリに格納された制御プログラムの命令に従って適合される、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記メモリは、揮発性または持続性である、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
具現化されたコンピュータコードを有するコンピュータ使用可能媒体であって、質量分析システムのための制御装置に、
複数の物質から成る化合物を識別する識別子を示す信号を入力音源信号から受信することと、
前記識別子を使用して、前記識別子に関連する分析パラメータを含むデータに自動的にアクセスし、前記アクセスデータを使用して、前記化合物の少なくとも一部の分析において、質量分析計による使用のためのコマンド信号セットを自動的に決定することと、
前記化合物の少なくとも一部の分析において、前記質量分析計による使用のための前記質量分析計へ前記コマンド信号セットを提供することと
を行わせる、媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００９−５１８６３１（Ｐ２００９−５１８６３１Ａ）
【公表日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５４３６２３（Ｐ２００８−５４３６２３）
【出願日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２００６／００１９９９
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０６５２６６
【国際公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【出願人】（５０５３７７１９７）エムディーエス インコーポレイテッド ドゥーイング ビジネス スルー イッツ エムディーエス サイエックス ディヴィジョン (12)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２００６／００１９９９
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０６５２６６
【国際公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【出願人】（５０５３７７１９７）エムディーエス インコーポレイテッド ドゥーイング ビジネス スルー イッツ エムディーエス サイエックス ディヴィジョン (12)
【Ｆターム（参考）】
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