質量分析計及び質量分析方法
【課題】 従来のMS/MS分析方法では、スループットと前駆体イオンの質量分解能の両立ができないという課題を有していた。
【解決手段】 特定の質量範囲のイオンを排出するイオントラップと、イオントラップから排出されたイオンを解離させる衝突解離部と、衝突解離部から排出されたイオンの質量分析を行う質量分析部を有した質量分析装置によって、イオントラップに導入、蓄積されたイオンを質量選択的に共鳴排出する。衝突解離部への入射エネルギーが低い条件で測定を行い前駆体イオンのイオントラップ部の質量軸でのプロファイルと質量分析部でのプロファイルの組を取得する。次に衝突解離部への入射エネルギーが高い条件で測定を行い、得られた２次元質量スペクトルのイオントラップ部の質量軸でのプロファイルを質量分析部の質量軸でのプロファイルに置き換える。以上の方法により前駆体イオンとフラグメントイオンの両方のm/zを高い質量分解能で決定することができる。
【解決手段】 特定の質量範囲のイオンを排出するイオントラップと、イオントラップから排出されたイオンを解離させる衝突解離部と、衝突解離部から排出されたイオンの質量分析を行う質量分析部を有した質量分析装置によって、イオントラップに導入、蓄積されたイオンを質量選択的に共鳴排出する。衝突解離部への入射エネルギーが低い条件で測定を行い前駆体イオンのイオントラップ部の質量軸でのプロファイルと質量分析部でのプロファイルの組を取得する。次に衝突解離部への入射エネルギーが高い条件で測定を行い、得られた２次元質量スペクトルのイオントラップ部の質量軸でのプロファイルを質量分析部の質量軸でのプロファイルに置き換える。以上の方法により前駆体イオンとフラグメントイオンの両方のm/zを高い質量分解能で決定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオントラップを用いた質量分析計及びその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
MS/MS分析はフラグメントイオンのパターンから前駆体イオンの構造情報が得られるため分子種の同定に有効である。また夾雑物などに起因するノイズの影響を避けることができるので定量分析にも広く用いられている。従来これらの分析がどのように行われてきたのか以下に説明する。
【０００３】
イオントラップでMS/MS分析を行う方法について特許文献１に記載されている。試料イオンをイオントラップに導入しトラップする。次にトラップしたイオンの内、特定の前駆体イオン以外の全てのイオンをトラップ外に排除する。続いてトラップ中に残った前駆体イオンを希ガスとの衝突解離などにより解離させる。最後に前駆体イオンの解離で生じたフラグメントイオンを質量選択的に排出する。
【０００４】
二つの四重極質量フィルターの間に衝突解離部を挿入した構成の質量分析装置でMS/MS分析を行う方法について非特許文献１に記載されている。一段目の四重極質量フィルターで質量分析装置に導入したイオンのうち特定の前駆体イオンのみ選択的に透過させ他のイオンを全て排除する。次に衝突解離部で前駆体イオンを希ガスとの衝突解離などにより解離させる。二段目の四重極質量フィルターで衝突解離部で生じたフラグメントイオンの質量分析を行う。
【０００５】
四重極質量フィルターと飛行時間型質量分析器の間に衝突解離部を挿入した構成の質量分析装置でMS/MS分析を行う方法について非特許文献２に記載されている。四重極質量フィルターで質量分析装置に導入したイオンのうち特定の前駆体イオンのみ選択的に透過させ他のイオンを全て排除する。次に衝突解離部で前駆体イオンを希ガスとの衝突解離などにより解離させてフラグメントイオンを生成させる。次に解離生成したフラグメントイオンを飛行時間型質量分析器に導入し質量分析を行う。この構成ではフラグメントイオンの質量分析を四重極質量フィルターで行う構成に比べて高分解能にフラグメントイオンの質量分析を行うことが出来るが、イオンの利用効率は低下する。
【０００６】
二つの飛行時間型質量分析器の間に衝突解離部を挿入した構成の質量分析装置でMS/MS分析を行う方法について特許文献２に記載されている。一段目の飛行時間型質量分析器で質量分析装置に導入したイオンの質量分析を行い、特定の前駆体イオンのみを衝突解離部に導入し他のイオンを全て排除する。次に衝突解離部で前駆体イオンを希ガスとの衝突解離などにより解離させる。次に二段目の飛行時間型質量分析器で、衝突解離部で生じたフラグメントイオンの質量分析を行う。この構成では前駆体イオンの選択を四重極質量フィルターで行う構成に比べて前駆体イオンを高分解能で選択することができる。
【０００７】
イオントラップと飛行時間型質量分析器またはイオントラップと四重極質量フィルターとの間に衝突解離部を挿入した構成の質量分析装置でMS/MS分析の一種であるプレカーサースキャンやニュートラルロススキャンを行う方法について特許文献３と特許文献４に記載されている。質量分析装置に導入したイオンを一旦イオントラップにトラップする。トラップしたイオンをイオントラップから順次排出して衝突解離部に導入する。次に衝突解離部で前駆体イオンを希ガスとの衝突解離などにより解離させる。続いて飛行時間型質量分析器または四重極質量フィルターで、衝突解離部で生じたフラグメントイオンの質量分析を行う。この構成では飛行時間型質量分析器や四重極質量フィルターで前駆体イオンを選択する場合に比べてプレカーサーイオンスキャンやニュートラルロススキャンのイオン利用効率が高くなる。
【０００８】
【特許文献１】米国特許7078685
【特許文献２】米国特許5464985
【特許文献３】米国特許6504148
【特許文献４】米国特許6507019
【非特許文献１】Biomedical mass spectrometry 誌 第8巻 397ページ (1981年)
【非特許文献２】Rapid Communications in Mass Spectrometry誌 第10巻 889-896ページ（1996年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は高スループットでかつ前駆体イオンとフラグメントイオンの両方のm/zを高分解能で決定できるMS/MS測定を可能にすることである。
【００１０】
前記従来例（特許文献１、２、非特許文献１、２）ではいずれも前駆体イオンを選択する工程で特定の前駆体イオン以外の全てのイオンを排除する。このためイオンの利用効率が低いという共通の課題を有していた。また前記従来例のように前駆体イオンの質量分離を四重極質量フィルターやイオントラップで行う構成（特許文献１、３、４、非特許文献１、２）では飛行時間型質量分析器などで質量分離をおこなう場合に比べて質量分解能が低いという課題があり、この課題を解決する方法については記載されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の質量分析装置は、特定の質量範囲のイオンを排出するイオントラップと、イオントラップから排出されたイオンを解離させる解離部と、解離部から排出されたイオンの質量分析を行う質量分析部を有しており、イオントラップに導入し、蓄積されたイオンを質量選択的に共鳴排出する。本方式ではイオントラップにイオンを貯蓄してから特定の質量のイオンを順次排出するためイオンの損失が小さく、高いスループットを実現することができる。
【００１２】
また、本発明の質量分析装置は、測定により得られた２次元質量スペクトルにおけるイオントラップの質量軸での前駆体イオンのプロファイルを、質量分析部の質量軸での前駆体イオンのプロファイルに置き換える手段を有することで、前駆体イオン、フラグメントイオンの両方のm/zを高質量分解能で決定することができる。
【００１３】
質量分析部は、イオントラップから排出された前駆体イオンが解離部で実質的に解離する第１の条件と、第１の条件とは異なる第２の条件、例えば前駆体イオンが実質的に解離しない条件とで測定する。解離部が前駆体イオンを衝突解離により解離させる衝突解離部の場合は、衝突解離部への入射エネルギーが低い第２の条件、例えば前駆体イオンが実質的に解離しない条件での測定により前駆体イオンのイオントラップ部の質量軸でのプロファイルと質量分析部でのプロファイルの組を、衝突解離部への入射エネルギーが高い第１の条件、例えば前駆体イオンが実質的に解離する条件での測定により前駆体イオンのイオントラップ部の質量軸でのプロファイルとフラグメントイオンの質量分析部の質量軸でのプロファイルの組とを、それぞれ取得する。そして、イオントラップ部の質量軸での前駆体イオンのプロファイルを、質量分析部の質量軸での前駆体イオンのプロファイルに置き換える。以上の方法により前駆体イオンとフラグメントイオンの両方のm/zを高い質量分解能で決定することができる。
【００１４】
また、第１の条件と第２の条件とを含むように測定し、第１の条件のスペクトルと第２の条件のスペクトルとが含まれる２次元質量スペクトルから、第１の条件の信号と第２の条件の信号とを分離する手段を有する。
【００１５】
また、衝突解離部の代わりに電子捕獲解離部を用いてもよい。この場合、電子捕獲解離部への電子の入射エネルギーを制御する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば高スループットでかつ前駆体イオンとフラグメントイオンの両方の質量分解能が高いMS/MS測定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施例１）
図１は本発明の質量分析装置の一実施例を示す構成図である。なお、ポンプ等の排気装置およびバッファーガス等の導入機構は簡略化のために省いてある。また、実施例１−２ではDC電圧印加の一例として正イオンを測定する場合のDC電圧の値を示している。負イオンを測定する場合には全てのDC電圧の符号を反転させればよい。またイオントラップ部、衝突解離部にはDCのオフセット電圧(0-500 V)が印加されることもあるが、実施例１−２では全ての電圧について実際に印加する電圧からオフセット電圧を差し引いた値を示している。
【００１８】
エレクトロスプレーイオン源、大気圧化学イオン源、大気圧光イオン源、大気圧マトリックス支援レーザー脱離イオン源、マトリックス支援レーザー脱離イオン源などのイオン源で生成されたイオンはイオントラップ部に導入される。
【００１９】
イオントラップ部は、前部端電極2、後部端電極3、及び四重極ロッド電極4、および四重極ロッド電極の間隙に挿入された羽根電極5、前ワイヤ電極6、後ワイヤ電極7より構成される。四重極ロッド電極４にはRF電源で生成した交互に位相の反転したRF電圧が印加される。このRF電圧の典型的な電圧振幅は数100−5000V、周波数は500 kHz-2 MHz程度である。イオントラップ部にはバッファーガスが導入され10-4Torr〜10-2Torr（1.3×10-2Pa〜1.3Pa）程度に維持されている。
【００２０】
測定は3つのシーケンスで行われる。トラップ時間には、トラップRF電圧の振幅値を100〜1000V程度に設定する。他の電極への印加電圧の一例として、前部端電極2を10V、羽根電極5を0V、トラップ電極6を20V、引出し電極7を20V、後部端電極3を20V程度に設定する。四重極の径方向にはトラップRF電圧により擬ポテンシャルが形成される。また四重極電界の中心軸方向には前部端電極2と後部端電極3のDC電圧によりDCポテンシャルが形成される。このためイオントラップ部に導入されたイオンは、前部側端電極2、四重極ロッド電極4、羽根電極5、トラップ電極6に挟まれた領域にトラップされる。トラップ時間の長さは1ms〜1000ms程度でイオントラップ部へのイオン導入量に大きく依存する。
【００２１】
質量スキャン時間には、トラップRF電圧振幅を変化させることでイオンを質量選択的に共鳴排出する。このとき排出されるイオンのm/zとトラップRF電圧振幅（V）の関係は以下の式で表される。
【００２２】
ここでr0は、ロッド電極10と四重極中心との距離、ΩはトラップRF電圧の各周波数である。また、qejは、トラップRF電圧の角周波数Ωと補助交流電圧周波数ωの比から一義的に算出できる数値である。質量スキャン時間には羽根電極5の間に補助交流電圧（振幅0.01V〜100V、周波数10kHz - 500kHz）が印加される。またトラップ電極6には3V〜10V程度の電圧が印加される。
【００２３】
最後に、排除時間ではすべての電圧を0にして、トラップ外へとすべてのイオンを排出する。排除時間の長さは0.1-10ms程度である。
【００２４】
衝突解離部は4本の四重極ロッド電極20、前部端電極21、後部端電極22、羽根電極23により構成される。衝突解離部には窒素などのバッファーガスが導入され圧力は5-20mTorr程度に保たれる。衝突解離部では導入された前駆体イオンがバッファーガスとの衝突により解離してフラグメントイオンが生成する。イオントラップのオフセット電位と多重極ロッド電極20のオフセット電位との電位差を20V〜100V程度に設定することにより効率的に衝突解離を起こさせることができる。イオントラップのオフセット電位と多重極ロッド電極20のオフセット電位との電位差を0-10V程度に設定すると前駆体イオンを解離させることなく透過させることができる。また羽根電極23に0.5-20VのDC電圧を印加することで衝突解離部の中心軸上に軸方向の加速電位が形成される。この加速電位によりイオンを効率良く後部端電極22近辺まで移送することが可能である。解離生成したフラグメントイオンと透過した前駆体イオンは、飛行時間型質量分析部へと導入される。
【００２５】
飛行時間型質量分析部はイオンレンズ300、押し出し電極301、引き出し電極302、反射レンズ303、検出器304からなる。飛行時間型質量分析部に導入されたイオンは、複数電極より構成されたイオンレンズ300によりイオン収束を行ったあと、押し出し電極301及び引き込み電極に302より構成される飛行時間型質量分析部の加速部へと導入される。加速部電源により押し出し電極301、引き出し電極302の間に数１００V−数kＶの電圧を印加することにより、イオンはイオン導入方向と直行方向に加速される。直行方向に加速されたイオンはそのまま検出器に到るか、リフレクトロンと呼ばれる反射レンズを経て偏向したあとMCPなどからなる検出器に到達する。加速部の加速開始時間とイオンの検出時間との関係からイオンの質量数が計測可能である。
【００２６】
検出器で検出されたイオン強度をイオントラップ部の質量軸xと飛行時間型質量分析部の質量軸yに対してプロットしたものを２次元質量スペクトルと定義する。２次元質量スペクトルのイオントラップ部の質量軸は前駆体イオンのｍ/z、飛行時間型質量分析部の質量軸はフラグメントイオンのm/zに対応する。図２に２次元質量スペクトルの一例を示す。また図中のｘ、ｙ軸上にはそれぞれの質量軸に対する射影成分をプロットした。
【００２７】
２次元質量スペクトルはイオントラップ部を１回スキャンするごとに１スペクトル得られるが以下の解析では１つの条件につき１０−５００回程度積算する。本実施例では前駆体イオンのイオントラップ部の質量軸でのプロファイルを飛行時間型質量分析部の質量軸でのプロファイルに置き換えることが可能である。これにより２次元質量分析を行ったときに質量分析部の高い質量分解能(m/Δm 5000-60000)で前駆体イオンとフラグメントイオン両方のm/zを決定することが可能である。具体的な方法を以下に述べる。イオントラップ部と衝突解離部のオフセット電位の差を０−１０V程度に設定して測定を行う。このような衝突解離部への入射エネルギーが低い条件では衝突解離が起こりにくく、前駆体イオンがそのまま飛行時間型質量分析部に導入される。このときの２次元質量スペクトルをイオン強度の軸（ｚ軸）方向から見た模式図を図３に示す。図中のx軸の下側とy軸の左側にはそれぞれの軸への射影成分をプロットした。２次元質量スペクトルのイオントラップ部の質量軸も飛行時間型質量分析部の質量軸も前駆体イオンの質量に対応する。従って入射エネルギーが低い条件で測定した２次元質量スペクトルからイオントラップ部の質量軸における前駆体イオンのプロファイルgn(x)と飛行時間型質量分析部の質量軸における前駆体イオンのプロファイルhn(y)の組の情報が得られる。
イオントラップ部と衝突解離部のオフセット電位の差を２０−１００V程度にして測定を行う。このような衝突解離部への入射エネルギーが高い条件では前駆体イオンが衝突解離し、フラグメントイオンが生成する。このときの２次元質量スペクトルをイオン強度の軸（ｚ軸）方向から見た模式図を図４に示す。図中のx軸の下側とy軸の左側にはそれぞれの軸への射影成分をプロットした。２次元質量スペクトルのイオントラップ部の質量軸は前駆体イオンのm/z、飛行時間型質量分析部の質量軸はフラグメントイオンのm./zに対応する。イオントラップ部と衝突解離部のオフセット電位の差を調整することで測定の対象とするフラグメントイオンが効率よく生成するように衝突解離部への入射エネルギーを最適化することができる。またイオンごとに最適な入射エネルギーが異なる場合には衝突解離部への入射エネルギーを変えて、複数回２次元質量分析の測定を行うことで全てのイオンについて測定を行うことができる。
【００２８】
図３の前駆体イオンの解離が起こりにくい条件で取得した２次元質量スペクトルA(x,y)中の各前駆体イオン(1,2・・n・・)について、イオントラップ部の質量軸のプロファイルgn(x)と飛行時間型質量分析部の質量軸のプロファイルhn(y)の組みのリストを取得する。ここでプロファイルを取得する前駆体イオンはイオン信号強度が一定の閾値を超えたものを自動的に選択してもよいし、あらかじめ手動で測定対象とする前駆体イオンのm/zのリストを入力しておきそれに基づいて選択してもよい。またg(x), h(y)は
で規格化する。
【００２９】
次に図４の前駆体イオンが解離する条件で測定した２次元質量スペクトルB (x,y)において各フラグメントイオンの強度を飛行時間型質量分析部の軸の関数
として抽出する。このとき以下の式のようにリストにある前駆体イオンnのイオントラップ部の質量軸でのプロファイルgn(x)の情報をつかってフラグメントイオンの強度を算出する。
【００３０】
このときm/zが近接する前駆体イオンが存在し、イオントラップ部の質量軸でのプロファイルgn(x), gm(x)が重なる場合には各フラグメントイオンのイオントラップ部の質量軸でのプロファイルを再現するようにgn(x), gm(x)の和でフィッティングを行い
を決定する。例えば図6(a)のようにm/z=y1で面積強度がSのフラグメントイオンのイオントラップ部の質量軸のプロファイルを
でフィッティングしてa=1,b=0となった場合、
である。また図6(b)のようにm/z=y2で面積強度がS2のフラグメントイオンのイオントラップ部の質量軸のプロファイル401を
でフィッティングしてb=0.7, a=0.3であった場合
である。イオントラップ部の質量軸でのプロファイルが重なる前駆体イオンが３つ以上の場合も同様にフィッティングを行ってそれぞれの前駆体イオンの寄与を分離する。
またフラグメントイオンの強度の抽出を行うときにg(x)と異なるプロファイルの成分を取り除くことでS/Nを上げることもできる。例えば図５のようにイオントラップの質量軸のm/zに依存しないバックグランド成分の上にイオントラップの質量軸のm/zに依存する信号400（図中に斜線で示した部分）が観測されるような場合、g(x)に一致する成分のみを取り出すことでバックグランド成分の影響をなくすことができる。
【００３１】
このときイオントラップ部の質量軸でのプロファイルgn(x)を使ってフラグメントイオンの強度を算出する変わりに各フラグメントイオンピークの高さで代用してもよい。この場合、計算量を減らすことができるが２次元質量スペクトルのイオン強度の精度が低下する。
【００３２】
次に
とhn(x)の直積をとると前駆体イオンnのイオントラップの質量軸でのプロファイルを質量分析部の質量軸でのプロファイルに置き換えたスペクトルが得られる。
【００３３】
各前駆体イオンnについて
をもとめ、全ての前駆体イオンについて足し合わせるとイオントラップの質量軸でのプロファイルを質量分析部の質量軸でのプロファイルに置き換えた２次元質量スペクトルが得られる。このときの２次元質量スペクトルをイオン強度の軸（ｚ軸）方向から見た模式図を図７に示す。図中のx軸の下側とy軸の左側にはそれぞれの軸への射影成分をプロットした。以上の操作により前駆体イオンとフラグメントイオンの両方の質量分解能が高い２次元質量スペクトルをえることができる。図８に本実施例の操作を行った後の２次元質量スペクトルの一例を示す。また図中のｘ、ｙ軸上にはそれぞれの質量軸に対する射影成分をプロットした。
【００３４】
２次元質量スペクトルには前駆体（プレカーサー）イオンスキャン、ニュートラルロススキャン、プロダクトイオンスキャンの情報に含まれている。本実施例の操作を行うことによりプレカーサーイオンスキャンの質量分解能が向上するほかニュートラルロススキャンで他の前駆体イオン由来のフラグメントによる寄与を除くことができる。
【００３５】
また、衝突解離部への入射エネルギーをスキャンして解離エネルギーを変化させて解離エネルギーごとに２次元質量スペクトルを取得することで３次元のスペクトルを得ることもできる。
（実施例２）
装置の構成は実施例１と同様であり省略する。
実施例２ではイオントラップ部を1-10回スキャンさせるごとにイオントラップ部と衝突解離部のオフセット電位の差を変化させて、得られた２次元質量スペクトルを10-400回程度積算する。衝突解離部のオフセット電位の差は前駆体イオンが解離する条件と解離しない条件を含むように0-100V程度の範囲で変化させる。このときの２次元質量スペクトルをイオン強度の軸（ｚ軸）方向から見た模式図を図９に示す。図中のx軸の下側とy軸の左側にはそれぞれの軸への射影成分をプロットした。この２次元質量スペクトルには前駆体イオンが解離しない条件でのスペクトルの情報も解離する条件でのスペクトルの情報も含まれている。まず前駆体イオンが解離しない条件でのスペクトルの情報を抽出する。イオントラップ部から排出される前駆体イオンの質量は式１で与えられる。式１から求まるm/zと飛行時間型質量分析部のm/zが一致する線500上に乗るイオン信号が前駆体イオンが解離しない条件での信号である。逆に式１からもとまるm/zと飛行時間型質量分析部のm/zが一致する線500上に乗らない信号は前駆体イオンが解離しない条件での信号である。これにより前駆体イオンが解離する条件の信号と前駆体イオンが解離しない条件の信号を分離することができる。またフラグメントイオンと前駆体イオンのm/zが近接している場合にはイオントラップ部の質量軸のプロファイルの情報と質量分析部のプロファイルの情報を合わせて使うことで前駆体イオンの帰属の精度を上げることができる。前駆体イオンが解離する条件の信号と解離しない条件の信号を分離したあとの処理は実施例１と同様であり省略する。
【００３６】
実施例２では前駆体イオンが解離する条件と解離しない条件を合わせて１枚の２次元質量スペクトルを取得するため実施例１に比べて高速な測定が可能になる。また前駆体イオンの衝突解離に適した入射エネルギーがあらかじめ予想できない場合にもイオンを解離させることができる。これは液体クロマトグラフィーなどと組み合わせることで、質量分析装置に導入されるイオンが時間変化する場合などに特に有効である。ただしどの前駆体イオンがどの程度の入射エネルギーで解離するのかといった入射エネルギーに関する情報は得られない。また、一つの入射エネルギーでスペクトルを測定する回数が実施例１の方が多いため、得られる２次元質量スペクトルのS/Nは実施例１の方が良い。
【００３７】
本方式で用いるイオントラップ部はトラップしたイオンを質量選択的に排出可能なものであれば実施例１、２で説明した以外のイオントラップでもよい。また衝突解離部には８本、１６本など他の多重極子を用いてもよい。また質量分析部は実施例１，２で示したもの以外でもFT-ICRなど質量選別してイオンの強度を測定できる高分解能な質量分析装置ならよい。また衝突解離部の変わりに電子捕獲解離部を用いてもよい。この場合衝突解離部へのイオンの入射エネルギーではなく電子捕獲解離部への電子の入射エネルギーを制御する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本方式の実施例１の構成図。
【図２】実施例１の効果を説明する図。
【図３】実施例１の効果を説明する図。
【図４】実施例１の効果を説明する図。
【図５】実施例１の効果を説明する図。
【図６】実施例１の効果を説明する図。
【図７】実施例１の効果を説明する図。
【図８】実施例１の効果を説明する図。
【図９】実施例２の効果を説明する図。
【符号の説明】
【００３９】
1…制御部、２…前部端電極、３…後部端電極、４…四重極ロッド電極、５…羽根電極、６…前ワイヤ電極、７…後ワイヤ電極、２０…多重極ロッド電極、２１…前部端電極、２２…後部端電極、２３…羽根電極、３０…四重極ロッド電極、４０…検出器、６１…イオン排出動作、６２…待機動作、１０１…前部端電極、１０３…後部端電極、１０２…四重極ロッド電極、２００…羽根電極、２０１…前部端電極、２０２…後部端電極、２０３…四重極ロッド電極、３００…イオンレンズ、３０１…押し出し電極、３０２…引き出し電極、３０３…リフレクター、３０４…検出器、４００…イオントラップ部の質量に依存する信号、４０１…フラグメントイオンのイオントラップ部の質量軸におけるプロファイル、４０１…フラグメントイオンの内前駆体イオンnに由来する成分、４０１…フラグメントイオンの内前駆体イオンmに由来する成分、５００…x=yの線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオントラップを用いた質量分析計及びその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
MS/MS分析はフラグメントイオンのパターンから前駆体イオンの構造情報が得られるため分子種の同定に有効である。また夾雑物などに起因するノイズの影響を避けることができるので定量分析にも広く用いられている。従来これらの分析がどのように行われてきたのか以下に説明する。
【０００３】
イオントラップでMS/MS分析を行う方法について特許文献１に記載されている。試料イオンをイオントラップに導入しトラップする。次にトラップしたイオンの内、特定の前駆体イオン以外の全てのイオンをトラップ外に排除する。続いてトラップ中に残った前駆体イオンを希ガスとの衝突解離などにより解離させる。最後に前駆体イオンの解離で生じたフラグメントイオンを質量選択的に排出する。
【０００４】
二つの四重極質量フィルターの間に衝突解離部を挿入した構成の質量分析装置でMS/MS分析を行う方法について非特許文献１に記載されている。一段目の四重極質量フィルターで質量分析装置に導入したイオンのうち特定の前駆体イオンのみ選択的に透過させ他のイオンを全て排除する。次に衝突解離部で前駆体イオンを希ガスとの衝突解離などにより解離させる。二段目の四重極質量フィルターで衝突解離部で生じたフラグメントイオンの質量分析を行う。
【０００５】
四重極質量フィルターと飛行時間型質量分析器の間に衝突解離部を挿入した構成の質量分析装置でMS/MS分析を行う方法について非特許文献２に記載されている。四重極質量フィルターで質量分析装置に導入したイオンのうち特定の前駆体イオンのみ選択的に透過させ他のイオンを全て排除する。次に衝突解離部で前駆体イオンを希ガスとの衝突解離などにより解離させてフラグメントイオンを生成させる。次に解離生成したフラグメントイオンを飛行時間型質量分析器に導入し質量分析を行う。この構成ではフラグメントイオンの質量分析を四重極質量フィルターで行う構成に比べて高分解能にフラグメントイオンの質量分析を行うことが出来るが、イオンの利用効率は低下する。
【０００６】
二つの飛行時間型質量分析器の間に衝突解離部を挿入した構成の質量分析装置でMS/MS分析を行う方法について特許文献２に記載されている。一段目の飛行時間型質量分析器で質量分析装置に導入したイオンの質量分析を行い、特定の前駆体イオンのみを衝突解離部に導入し他のイオンを全て排除する。次に衝突解離部で前駆体イオンを希ガスとの衝突解離などにより解離させる。次に二段目の飛行時間型質量分析器で、衝突解離部で生じたフラグメントイオンの質量分析を行う。この構成では前駆体イオンの選択を四重極質量フィルターで行う構成に比べて前駆体イオンを高分解能で選択することができる。
【０００７】
イオントラップと飛行時間型質量分析器またはイオントラップと四重極質量フィルターとの間に衝突解離部を挿入した構成の質量分析装置でMS/MS分析の一種であるプレカーサースキャンやニュートラルロススキャンを行う方法について特許文献３と特許文献４に記載されている。質量分析装置に導入したイオンを一旦イオントラップにトラップする。トラップしたイオンをイオントラップから順次排出して衝突解離部に導入する。次に衝突解離部で前駆体イオンを希ガスとの衝突解離などにより解離させる。続いて飛行時間型質量分析器または四重極質量フィルターで、衝突解離部で生じたフラグメントイオンの質量分析を行う。この構成では飛行時間型質量分析器や四重極質量フィルターで前駆体イオンを選択する場合に比べてプレカーサーイオンスキャンやニュートラルロススキャンのイオン利用効率が高くなる。
【０００８】
【特許文献１】米国特許7078685
【特許文献２】米国特許5464985
【特許文献３】米国特許6504148
【特許文献４】米国特許6507019
【非特許文献１】Biomedical mass spectrometry 誌 第8巻 397ページ (1981年)
【非特許文献２】Rapid Communications in Mass Spectrometry誌 第10巻 889-896ページ（1996年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は高スループットでかつ前駆体イオンとフラグメントイオンの両方のm/zを高分解能で決定できるMS/MS測定を可能にすることである。
【００１０】
前記従来例（特許文献１、２、非特許文献１、２）ではいずれも前駆体イオンを選択する工程で特定の前駆体イオン以外の全てのイオンを排除する。このためイオンの利用効率が低いという共通の課題を有していた。また前記従来例のように前駆体イオンの質量分離を四重極質量フィルターやイオントラップで行う構成（特許文献１、３、４、非特許文献１、２）では飛行時間型質量分析器などで質量分離をおこなう場合に比べて質量分解能が低いという課題があり、この課題を解決する方法については記載されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の質量分析装置は、特定の質量範囲のイオンを排出するイオントラップと、イオントラップから排出されたイオンを解離させる解離部と、解離部から排出されたイオンの質量分析を行う質量分析部を有しており、イオントラップに導入し、蓄積されたイオンを質量選択的に共鳴排出する。本方式ではイオントラップにイオンを貯蓄してから特定の質量のイオンを順次排出するためイオンの損失が小さく、高いスループットを実現することができる。
【００１２】
また、本発明の質量分析装置は、測定により得られた２次元質量スペクトルにおけるイオントラップの質量軸での前駆体イオンのプロファイルを、質量分析部の質量軸での前駆体イオンのプロファイルに置き換える手段を有することで、前駆体イオン、フラグメントイオンの両方のm/zを高質量分解能で決定することができる。
【００１３】
質量分析部は、イオントラップから排出された前駆体イオンが解離部で実質的に解離する第１の条件と、第１の条件とは異なる第２の条件、例えば前駆体イオンが実質的に解離しない条件とで測定する。解離部が前駆体イオンを衝突解離により解離させる衝突解離部の場合は、衝突解離部への入射エネルギーが低い第２の条件、例えば前駆体イオンが実質的に解離しない条件での測定により前駆体イオンのイオントラップ部の質量軸でのプロファイルと質量分析部でのプロファイルの組を、衝突解離部への入射エネルギーが高い第１の条件、例えば前駆体イオンが実質的に解離する条件での測定により前駆体イオンのイオントラップ部の質量軸でのプロファイルとフラグメントイオンの質量分析部の質量軸でのプロファイルの組とを、それぞれ取得する。そして、イオントラップ部の質量軸での前駆体イオンのプロファイルを、質量分析部の質量軸での前駆体イオンのプロファイルに置き換える。以上の方法により前駆体イオンとフラグメントイオンの両方のm/zを高い質量分解能で決定することができる。
【００１４】
また、第１の条件と第２の条件とを含むように測定し、第１の条件のスペクトルと第２の条件のスペクトルとが含まれる２次元質量スペクトルから、第１の条件の信号と第２の条件の信号とを分離する手段を有する。
【００１５】
また、衝突解離部の代わりに電子捕獲解離部を用いてもよい。この場合、電子捕獲解離部への電子の入射エネルギーを制御する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば高スループットでかつ前駆体イオンとフラグメントイオンの両方の質量分解能が高いMS/MS測定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施例１）
図１は本発明の質量分析装置の一実施例を示す構成図である。なお、ポンプ等の排気装置およびバッファーガス等の導入機構は簡略化のために省いてある。また、実施例１−２ではDC電圧印加の一例として正イオンを測定する場合のDC電圧の値を示している。負イオンを測定する場合には全てのDC電圧の符号を反転させればよい。またイオントラップ部、衝突解離部にはDCのオフセット電圧(0-500 V)が印加されることもあるが、実施例１−２では全ての電圧について実際に印加する電圧からオフセット電圧を差し引いた値を示している。
【００１８】
エレクトロスプレーイオン源、大気圧化学イオン源、大気圧光イオン源、大気圧マトリックス支援レーザー脱離イオン源、マトリックス支援レーザー脱離イオン源などのイオン源で生成されたイオンはイオントラップ部に導入される。
【００１９】
イオントラップ部は、前部端電極2、後部端電極3、及び四重極ロッド電極4、および四重極ロッド電極の間隙に挿入された羽根電極5、前ワイヤ電極6、後ワイヤ電極7より構成される。四重極ロッド電極４にはRF電源で生成した交互に位相の反転したRF電圧が印加される。このRF電圧の典型的な電圧振幅は数100−5000V、周波数は500 kHz-2 MHz程度である。イオントラップ部にはバッファーガスが導入され10-4Torr〜10-2Torr（1.3×10-2Pa〜1.3Pa）程度に維持されている。
【００２０】
測定は3つのシーケンスで行われる。トラップ時間には、トラップRF電圧の振幅値を100〜1000V程度に設定する。他の電極への印加電圧の一例として、前部端電極2を10V、羽根電極5を0V、トラップ電極6を20V、引出し電極7を20V、後部端電極3を20V程度に設定する。四重極の径方向にはトラップRF電圧により擬ポテンシャルが形成される。また四重極電界の中心軸方向には前部端電極2と後部端電極3のDC電圧によりDCポテンシャルが形成される。このためイオントラップ部に導入されたイオンは、前部側端電極2、四重極ロッド電極4、羽根電極5、トラップ電極6に挟まれた領域にトラップされる。トラップ時間の長さは1ms〜1000ms程度でイオントラップ部へのイオン導入量に大きく依存する。
【００２１】
質量スキャン時間には、トラップRF電圧振幅を変化させることでイオンを質量選択的に共鳴排出する。このとき排出されるイオンのm/zとトラップRF電圧振幅（V）の関係は以下の式で表される。
【００２２】
ここでr0は、ロッド電極10と四重極中心との距離、ΩはトラップRF電圧の各周波数である。また、qejは、トラップRF電圧の角周波数Ωと補助交流電圧周波数ωの比から一義的に算出できる数値である。質量スキャン時間には羽根電極5の間に補助交流電圧（振幅0.01V〜100V、周波数10kHz - 500kHz）が印加される。またトラップ電極6には3V〜10V程度の電圧が印加される。
【００２３】
最後に、排除時間ではすべての電圧を0にして、トラップ外へとすべてのイオンを排出する。排除時間の長さは0.1-10ms程度である。
【００２４】
衝突解離部は4本の四重極ロッド電極20、前部端電極21、後部端電極22、羽根電極23により構成される。衝突解離部には窒素などのバッファーガスが導入され圧力は5-20mTorr程度に保たれる。衝突解離部では導入された前駆体イオンがバッファーガスとの衝突により解離してフラグメントイオンが生成する。イオントラップのオフセット電位と多重極ロッド電極20のオフセット電位との電位差を20V〜100V程度に設定することにより効率的に衝突解離を起こさせることができる。イオントラップのオフセット電位と多重極ロッド電極20のオフセット電位との電位差を0-10V程度に設定すると前駆体イオンを解離させることなく透過させることができる。また羽根電極23に0.5-20VのDC電圧を印加することで衝突解離部の中心軸上に軸方向の加速電位が形成される。この加速電位によりイオンを効率良く後部端電極22近辺まで移送することが可能である。解離生成したフラグメントイオンと透過した前駆体イオンは、飛行時間型質量分析部へと導入される。
【００２５】
飛行時間型質量分析部はイオンレンズ300、押し出し電極301、引き出し電極302、反射レンズ303、検出器304からなる。飛行時間型質量分析部に導入されたイオンは、複数電極より構成されたイオンレンズ300によりイオン収束を行ったあと、押し出し電極301及び引き込み電極に302より構成される飛行時間型質量分析部の加速部へと導入される。加速部電源により押し出し電極301、引き出し電極302の間に数１００V−数kＶの電圧を印加することにより、イオンはイオン導入方向と直行方向に加速される。直行方向に加速されたイオンはそのまま検出器に到るか、リフレクトロンと呼ばれる反射レンズを経て偏向したあとMCPなどからなる検出器に到達する。加速部の加速開始時間とイオンの検出時間との関係からイオンの質量数が計測可能である。
【００２６】
検出器で検出されたイオン強度をイオントラップ部の質量軸xと飛行時間型質量分析部の質量軸yに対してプロットしたものを２次元質量スペクトルと定義する。２次元質量スペクトルのイオントラップ部の質量軸は前駆体イオンのｍ/z、飛行時間型質量分析部の質量軸はフラグメントイオンのm/zに対応する。図２に２次元質量スペクトルの一例を示す。また図中のｘ、ｙ軸上にはそれぞれの質量軸に対する射影成分をプロットした。
【００２７】
２次元質量スペクトルはイオントラップ部を１回スキャンするごとに１スペクトル得られるが以下の解析では１つの条件につき１０−５００回程度積算する。本実施例では前駆体イオンのイオントラップ部の質量軸でのプロファイルを飛行時間型質量分析部の質量軸でのプロファイルに置き換えることが可能である。これにより２次元質量分析を行ったときに質量分析部の高い質量分解能(m/Δm 5000-60000)で前駆体イオンとフラグメントイオン両方のm/zを決定することが可能である。具体的な方法を以下に述べる。イオントラップ部と衝突解離部のオフセット電位の差を０−１０V程度に設定して測定を行う。このような衝突解離部への入射エネルギーが低い条件では衝突解離が起こりにくく、前駆体イオンがそのまま飛行時間型質量分析部に導入される。このときの２次元質量スペクトルをイオン強度の軸（ｚ軸）方向から見た模式図を図３に示す。図中のx軸の下側とy軸の左側にはそれぞれの軸への射影成分をプロットした。２次元質量スペクトルのイオントラップ部の質量軸も飛行時間型質量分析部の質量軸も前駆体イオンの質量に対応する。従って入射エネルギーが低い条件で測定した２次元質量スペクトルからイオントラップ部の質量軸における前駆体イオンのプロファイルgn(x)と飛行時間型質量分析部の質量軸における前駆体イオンのプロファイルhn(y)の組の情報が得られる。
イオントラップ部と衝突解離部のオフセット電位の差を２０−１００V程度にして測定を行う。このような衝突解離部への入射エネルギーが高い条件では前駆体イオンが衝突解離し、フラグメントイオンが生成する。このときの２次元質量スペクトルをイオン強度の軸（ｚ軸）方向から見た模式図を図４に示す。図中のx軸の下側とy軸の左側にはそれぞれの軸への射影成分をプロットした。２次元質量スペクトルのイオントラップ部の質量軸は前駆体イオンのm/z、飛行時間型質量分析部の質量軸はフラグメントイオンのm./zに対応する。イオントラップ部と衝突解離部のオフセット電位の差を調整することで測定の対象とするフラグメントイオンが効率よく生成するように衝突解離部への入射エネルギーを最適化することができる。またイオンごとに最適な入射エネルギーが異なる場合には衝突解離部への入射エネルギーを変えて、複数回２次元質量分析の測定を行うことで全てのイオンについて測定を行うことができる。
【００２８】
図３の前駆体イオンの解離が起こりにくい条件で取得した２次元質量スペクトルA(x,y)中の各前駆体イオン(1,2・・n・・)について、イオントラップ部の質量軸のプロファイルgn(x)と飛行時間型質量分析部の質量軸のプロファイルhn(y)の組みのリストを取得する。ここでプロファイルを取得する前駆体イオンはイオン信号強度が一定の閾値を超えたものを自動的に選択してもよいし、あらかじめ手動で測定対象とする前駆体イオンのm/zのリストを入力しておきそれに基づいて選択してもよい。またg(x), h(y)は
で規格化する。
【００２９】
次に図４の前駆体イオンが解離する条件で測定した２次元質量スペクトルB (x,y)において各フラグメントイオンの強度を飛行時間型質量分析部の軸の関数
として抽出する。このとき以下の式のようにリストにある前駆体イオンnのイオントラップ部の質量軸でのプロファイルgn(x)の情報をつかってフラグメントイオンの強度を算出する。
【００３０】
このときm/zが近接する前駆体イオンが存在し、イオントラップ部の質量軸でのプロファイルgn(x), gm(x)が重なる場合には各フラグメントイオンのイオントラップ部の質量軸でのプロファイルを再現するようにgn(x), gm(x)の和でフィッティングを行い
を決定する。例えば図6(a)のようにm/z=y1で面積強度がSのフラグメントイオンのイオントラップ部の質量軸のプロファイルを
でフィッティングしてa=1,b=0となった場合、
である。また図6(b)のようにm/z=y2で面積強度がS2のフラグメントイオンのイオントラップ部の質量軸のプロファイル401を
でフィッティングしてb=0.7, a=0.3であった場合
である。イオントラップ部の質量軸でのプロファイルが重なる前駆体イオンが３つ以上の場合も同様にフィッティングを行ってそれぞれの前駆体イオンの寄与を分離する。
またフラグメントイオンの強度の抽出を行うときにg(x)と異なるプロファイルの成分を取り除くことでS/Nを上げることもできる。例えば図５のようにイオントラップの質量軸のm/zに依存しないバックグランド成分の上にイオントラップの質量軸のm/zに依存する信号400（図中に斜線で示した部分）が観測されるような場合、g(x)に一致する成分のみを取り出すことでバックグランド成分の影響をなくすことができる。
【００３１】
このときイオントラップ部の質量軸でのプロファイルgn(x)を使ってフラグメントイオンの強度を算出する変わりに各フラグメントイオンピークの高さで代用してもよい。この場合、計算量を減らすことができるが２次元質量スペクトルのイオン強度の精度が低下する。
【００３２】
次に
とhn(x)の直積をとると前駆体イオンnのイオントラップの質量軸でのプロファイルを質量分析部の質量軸でのプロファイルに置き換えたスペクトルが得られる。
【００３３】
各前駆体イオンnについて
をもとめ、全ての前駆体イオンについて足し合わせるとイオントラップの質量軸でのプロファイルを質量分析部の質量軸でのプロファイルに置き換えた２次元質量スペクトルが得られる。このときの２次元質量スペクトルをイオン強度の軸（ｚ軸）方向から見た模式図を図７に示す。図中のx軸の下側とy軸の左側にはそれぞれの軸への射影成分をプロットした。以上の操作により前駆体イオンとフラグメントイオンの両方の質量分解能が高い２次元質量スペクトルをえることができる。図８に本実施例の操作を行った後の２次元質量スペクトルの一例を示す。また図中のｘ、ｙ軸上にはそれぞれの質量軸に対する射影成分をプロットした。
【００３４】
２次元質量スペクトルには前駆体（プレカーサー）イオンスキャン、ニュートラルロススキャン、プロダクトイオンスキャンの情報に含まれている。本実施例の操作を行うことによりプレカーサーイオンスキャンの質量分解能が向上するほかニュートラルロススキャンで他の前駆体イオン由来のフラグメントによる寄与を除くことができる。
【００３５】
また、衝突解離部への入射エネルギーをスキャンして解離エネルギーを変化させて解離エネルギーごとに２次元質量スペクトルを取得することで３次元のスペクトルを得ることもできる。
（実施例２）
装置の構成は実施例１と同様であり省略する。
実施例２ではイオントラップ部を1-10回スキャンさせるごとにイオントラップ部と衝突解離部のオフセット電位の差を変化させて、得られた２次元質量スペクトルを10-400回程度積算する。衝突解離部のオフセット電位の差は前駆体イオンが解離する条件と解離しない条件を含むように0-100V程度の範囲で変化させる。このときの２次元質量スペクトルをイオン強度の軸（ｚ軸）方向から見た模式図を図９に示す。図中のx軸の下側とy軸の左側にはそれぞれの軸への射影成分をプロットした。この２次元質量スペクトルには前駆体イオンが解離しない条件でのスペクトルの情報も解離する条件でのスペクトルの情報も含まれている。まず前駆体イオンが解離しない条件でのスペクトルの情報を抽出する。イオントラップ部から排出される前駆体イオンの質量は式１で与えられる。式１から求まるm/zと飛行時間型質量分析部のm/zが一致する線500上に乗るイオン信号が前駆体イオンが解離しない条件での信号である。逆に式１からもとまるm/zと飛行時間型質量分析部のm/zが一致する線500上に乗らない信号は前駆体イオンが解離しない条件での信号である。これにより前駆体イオンが解離する条件の信号と前駆体イオンが解離しない条件の信号を分離することができる。またフラグメントイオンと前駆体イオンのm/zが近接している場合にはイオントラップ部の質量軸のプロファイルの情報と質量分析部のプロファイルの情報を合わせて使うことで前駆体イオンの帰属の精度を上げることができる。前駆体イオンが解離する条件の信号と解離しない条件の信号を分離したあとの処理は実施例１と同様であり省略する。
【００３６】
実施例２では前駆体イオンが解離する条件と解離しない条件を合わせて１枚の２次元質量スペクトルを取得するため実施例１に比べて高速な測定が可能になる。また前駆体イオンの衝突解離に適した入射エネルギーがあらかじめ予想できない場合にもイオンを解離させることができる。これは液体クロマトグラフィーなどと組み合わせることで、質量分析装置に導入されるイオンが時間変化する場合などに特に有効である。ただしどの前駆体イオンがどの程度の入射エネルギーで解離するのかといった入射エネルギーに関する情報は得られない。また、一つの入射エネルギーでスペクトルを測定する回数が実施例１の方が多いため、得られる２次元質量スペクトルのS/Nは実施例１の方が良い。
【００３７】
本方式で用いるイオントラップ部はトラップしたイオンを質量選択的に排出可能なものであれば実施例１、２で説明した以外のイオントラップでもよい。また衝突解離部には８本、１６本など他の多重極子を用いてもよい。また質量分析部は実施例１，２で示したもの以外でもFT-ICRなど質量選別してイオンの強度を測定できる高分解能な質量分析装置ならよい。また衝突解離部の変わりに電子捕獲解離部を用いてもよい。この場合衝突解離部へのイオンの入射エネルギーではなく電子捕獲解離部への電子の入射エネルギーを制御する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本方式の実施例１の構成図。
【図２】実施例１の効果を説明する図。
【図３】実施例１の効果を説明する図。
【図４】実施例１の効果を説明する図。
【図５】実施例１の効果を説明する図。
【図６】実施例１の効果を説明する図。
【図７】実施例１の効果を説明する図。
【図８】実施例１の効果を説明する図。
【図９】実施例２の効果を説明する図。
【符号の説明】
【００３９】
1…制御部、２…前部端電極、３…後部端電極、４…四重極ロッド電極、５…羽根電極、６…前ワイヤ電極、７…後ワイヤ電極、２０…多重極ロッド電極、２１…前部端電極、２２…後部端電極、２３…羽根電極、３０…四重極ロッド電極、４０…検出器、６１…イオン排出動作、６２…待機動作、１０１…前部端電極、１０３…後部端電極、１０２…四重極ロッド電極、２００…羽根電極、２０１…前部端電極、２０２…後部端電極、２０３…四重極ロッド電極、３００…イオンレンズ、３０１…押し出し電極、３０２…引き出し電極、３０３…リフレクター、３０４…検出器、４００…イオントラップ部の質量に依存する信号、４０１…フラグメントイオンのイオントラップ部の質量軸におけるプロファイル、４０１…フラグメントイオンの内前駆体イオンnに由来する成分、４０１…フラグメントイオンの内前駆体イオンmに由来する成分、５００…x=yの線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の質量範囲の前駆体イオンを排出するイオントラップと、
前記イオントラップの後段に配置され前記前駆体イオンを解離させる解離部と、
前記解離部の後段に配置され前記前駆体イオンまたは前駆体イオンを解離させることで生じたフラグメントイオンの質量分析を行う質量分析部と、
前記質量分析部に接続され２次元質量スペクトルにおける前記イオントラップの質量軸での前記前駆体イオンのプロファイルを前記質量分析部の質量軸での前記前駆体イオンのプロファイルに置き換えるプロファイル置き換え手段を備えた制御部と、を有することを特徴とする質量分析装置。
【請求項２】
前記質量分析部は、前記前駆体イオンが前記解離部で実質的に解離する第１の条件と該第1の条件とは異なる第２の条件と、で測定することを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。
【請求項３】
前記置き換え手段は、前記第１の条件での測定により得られた２次元質量スペクトルの前記イオントラップの質量軸における前記前駆体イオンのプロファイルを、前記第２の条件での測定により得られた２次元質量スペクトルの前記質量分析部の質量軸における前記前駆体イオンのプロファイルに置き換えることを特徴とする請求項２に記載の質量分析装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１の条件のスペクトルと前記第２の条件のスペクトルとが含まれる２次元質量スペクトルから、前記第１の条件の信号と前記第２の条件の信号とを分離する分離手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。
【請求項５】
前記解離部は、前記前駆体イオンを衝突解離により解離させる衝突解離部であることを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記前駆体イオンを入射エネルギーが異なる複数の条件で前記衝突解離部に入射させる電圧制御手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の質量分析装置。
【請求項７】
前記前駆体イオンの前記衝突解離部への前記入射エネルギーは、前記第１の条件と前記第２の条件と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の質量分析装置。
【請求項８】
前記解離部は、前記前駆体イオンを電子捕獲解離により解離させる電子捕獲解離部であることを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。
【請求項９】
イオントラップに蓄積された特定の質量範囲の前駆体イオンを排出する工程と、
前記イオントラップから排出された前記前駆体イオンを解離部に導入する工程と、
前記解離部より排出された前記前駆体イオンおよび前記解離部で前記前駆体イオンが解離することで生じたフラグメントイオンを質量分析部により測定する工程と、を有し、
前記前駆体イオンが実質的に解離する第１の条件により得られた２次元質量スペクトルの前記イオントラップの質量軸における前記前駆体イオンのプロファイルを、該第１の条件とは異なる第２の条件により得られた２次元質量スペクトルの前記質量分析部の質量軸における前記前駆体イオンのプロファイルに置き換えることを特徴とする質量分析方法。
【請求項１０】
前記解離部で前記第１の条件と前記第２の条件と、を含むように測定し、
前記第１の条件のスペクトルと前記第２の条件のスペクトルとが含まれる２次元質量スペクトルから、前記第１の条件の信号と前記第２の条件の信号とを分離することを特徴とする請求項９に記載の質量分析方法。
【請求項１１】
前記解離部は、前記前駆体イオンを衝突解離により解離させる衝突解離部であることを特徴とする請求項９に記載の質量分析方法。
【請求項１２】
前記前駆体イオンは、入射エネルギーが異なる複数の条件で前記衝突解離部に導入されることを特徴とする請求項１１に記載の質量分析方法。
【請求項１３】
前記前駆体イオンの前記衝突解離部への前記入射エネルギーは、前記第１の条件と前記第２の条件と、を含むことを特徴とする請求項１２に記載の質量分析方法。
【請求項１４】
前記解離部は、前記前駆体イオンを電子捕獲解離により解離させる電子捕獲解離部であることを特徴とする請求項９に記載の質量分析方法。
【請求項１】
特定の質量範囲の前駆体イオンを排出するイオントラップと、
前記イオントラップの後段に配置され前記前駆体イオンを解離させる解離部と、
前記解離部の後段に配置され前記前駆体イオンまたは前駆体イオンを解離させることで生じたフラグメントイオンの質量分析を行う質量分析部と、
前記質量分析部に接続され２次元質量スペクトルにおける前記イオントラップの質量軸での前記前駆体イオンのプロファイルを前記質量分析部の質量軸での前記前駆体イオンのプロファイルに置き換えるプロファイル置き換え手段を備えた制御部と、を有することを特徴とする質量分析装置。
【請求項２】
前記質量分析部は、前記前駆体イオンが前記解離部で実質的に解離する第１の条件と該第1の条件とは異なる第２の条件と、で測定することを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。
【請求項３】
前記置き換え手段は、前記第１の条件での測定により得られた２次元質量スペクトルの前記イオントラップの質量軸における前記前駆体イオンのプロファイルを、前記第２の条件での測定により得られた２次元質量スペクトルの前記質量分析部の質量軸における前記前駆体イオンのプロファイルに置き換えることを特徴とする請求項２に記載の質量分析装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１の条件のスペクトルと前記第２の条件のスペクトルとが含まれる２次元質量スペクトルから、前記第１の条件の信号と前記第２の条件の信号とを分離する分離手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。
【請求項５】
前記解離部は、前記前駆体イオンを衝突解離により解離させる衝突解離部であることを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記前駆体イオンを入射エネルギーが異なる複数の条件で前記衝突解離部に入射させる電圧制御手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の質量分析装置。
【請求項７】
前記前駆体イオンの前記衝突解離部への前記入射エネルギーは、前記第１の条件と前記第２の条件と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の質量分析装置。
【請求項８】
前記解離部は、前記前駆体イオンを電子捕獲解離により解離させる電子捕獲解離部であることを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。
【請求項９】
イオントラップに蓄積された特定の質量範囲の前駆体イオンを排出する工程と、
前記イオントラップから排出された前記前駆体イオンを解離部に導入する工程と、
前記解離部より排出された前記前駆体イオンおよび前記解離部で前記前駆体イオンが解離することで生じたフラグメントイオンを質量分析部により測定する工程と、を有し、
前記前駆体イオンが実質的に解離する第１の条件により得られた２次元質量スペクトルの前記イオントラップの質量軸における前記前駆体イオンのプロファイルを、該第１の条件とは異なる第２の条件により得られた２次元質量スペクトルの前記質量分析部の質量軸における前記前駆体イオンのプロファイルに置き換えることを特徴とする質量分析方法。
【請求項１０】
前記解離部で前記第１の条件と前記第２の条件と、を含むように測定し、
前記第１の条件のスペクトルと前記第２の条件のスペクトルとが含まれる２次元質量スペクトルから、前記第１の条件の信号と前記第２の条件の信号とを分離することを特徴とする請求項９に記載の質量分析方法。
【請求項１１】
前記解離部は、前記前駆体イオンを衝突解離により解離させる衝突解離部であることを特徴とする請求項９に記載の質量分析方法。
【請求項１２】
前記前駆体イオンは、入射エネルギーが異なる複数の条件で前記衝突解離部に導入されることを特徴とする請求項１１に記載の質量分析方法。
【請求項１３】
前記前駆体イオンの前記衝突解離部への前記入射エネルギーは、前記第１の条件と前記第２の条件と、を含むことを特徴とする請求項１２に記載の質量分析方法。
【請求項１４】
前記解離部は、前記前駆体イオンを電子捕獲解離により解離させる電子捕獲解離部であることを特徴とする請求項９に記載の質量分析方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１７０２３８（Ｐ２００９−１７０２３８Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６３７２（Ｐ２００８−６３７２）
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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