质量分析数据解析方法以及质量分析数据解析装置的制作方法

专利名称：质量分析数据解析方法以及质量分析数据解析装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对通过质量分析所收集的质谱数据(mass spectrum data)进行解析 处理的质量分析数据解析方法以及质量分析数据解析装置，更详细地说，涉及对出现来自 具有两个以上电荷的多价离子的峰的质谱进行解析处理来求出目标化合物的分子量或者 鉴定目标化合物的质量分析数据解析方法以及质量分析数据解析装置。
背景技术：
为了将通过液体试样、液相色谱仪进行成分分离而得到的洗出液中的分析对象成 分离子化来进行质量分析，而利用大气压离子化界面。作为代表的大气压离子化法，已知有 电喷雾离子化法(ESI)、大气压化学离子化法(APCI)等。通常，这种大气压离子化界面常 常与四极型质量分析装置、离子阱型质量分析装置或者飞行时间型质量分析装置组合来使 用。大气压离子化界面、特别是ESI界面具有在目标化合物离子化的过程中容易产生 带有多个电荷的多价离子的特性。相对于原本的化合物的分子量，多价离子的m/z值相应 于其价数而变小，因此具有可以将分析对象的m/z值的范围限定在相对低的范围内这种优 点。特别是，在对蛋白质、肽等较大分子量的化合物进行分析的情况下，有时1价离子的m/z 值会超出质量分析装置的可测定范围，而通过利用多价离子能够将m/z值控制在质量分析 装置的可测定范围内。由此，利用多价离子的质量分析在分子量较大的化合物的鉴定中发 挥着较大威力。当然，在对具有较大分子量的化合物进行质量分析的情况下，来自各种价数的离 子的峰出现在质谱中。另外，在对各种化合物混合而成的试样进行分析时，来自各化合物的 峰在质谱上混合存在。因此，针对这种质谱的数据分析处理变得复杂。将从可观察到这种 多个多价离子峰的质谱中分离/提取目标化合物的峰来求出其m/z值的方法称为反卷积 (Deconvolution)(参照非专利文献1等)。在通过ESI等进行离子化时，各种离子加合到目标化合物上或者从目标化合物脱 离而产生多价离子。例如在正离子测定模式中，除了在目标化合物上加合一个质子(H+)而 得到的质子化离子以外，还能够检测出存在于在液相色谱仪中使用的流动相中的离子，由 其配管的金属产生的离子、例如钠(Na)、氨(NH4)、质子与甲醇这两者等各种成分加合到目 标化合物而得到的离子(加合离子，adduct ion)。另一方面，在负离子测定模式中，除了 一个质子从目标化合物上脱离而得到的去质子化离子以外，还能够检测出流动相中的醋酸 (CH3COOH)、甲酸(HCOOH)等成分加合到目标化合物上而得到的加合离子。即使是相同价数的加合离子，根据加合到目标化合物上或者从目标化合物脱离的 物质不同，加合离子的m/z值也会不同。因而，在对出现多价离子的峰的质谱进行反卷积处 理时，需要确定何种成分加合到目标化合物上或者从目标化合物上脱离。因此，在专利文献 1等中记载的现有的反卷积处理中，按照如下步骤来实施处理。即，首先，在执行解析处理之 前，用户输入在离子化时加合到目标化合物上或者从目标化合物上脱离的成分(离子)的种类。接收之后，数据解析处理装置在将η设定为自然数、将A设定为所加合的离子的质量 (m/z值、即质量/电荷比的值)、将M设定为目标化合物的质量时，在质谱上观测到的多价 离子的峰的m/z值为(M/n) -A这种η、Μ的组合有序地构成的序列，利用该情况，将来自相同 的质量M的化合物的多个峰汇总到一起。然后，根据其结果来决定目标化合物的质量Μ，从 而鉴定该化合物。然而，对于上述在化合物上的离子加合反应、脱离反应的种类、产生难易度，其趋 势由于化合物的性质、离子化的条件等而不同。另外，也难以控制这种离子的加合反应、脱 离反应。因此，在事先预测会检测出哪种加合离子是相当困难的作业。这种作业需要丰富的 知识、经验，因此现状是由具有较高技能的担当人员来承担解析作业，存在知识、经验不足 的人员无法进行精度较高的解析这种问题。另外，即使在有经验的分析担当人员进行解析 作业的情况下，也需要某种程度的反复试验的作业，因此还存在作业费时、吞吐量(through put)较低这种问题。并且，在对各种化合物混合而成的试样进行分析的情况下，会在质谱上观察到来 自多个化合物的多个峰。因此，有可能偶然地决定错误的价数n，由此导致最终的质量计算错误。专利文献1 美国专利第5130538号说明书非专利文献1 「[技術分類]2-4-1-4質量分析全般技術/〒一夕処理/ ^ 夕卜 A処理/〒二 1J工―3 >」、[online]、特許庁、[平成20年5月1日検索]、^ >夕一 才、”卜 <URL :http://www. jpo. go. jp/shiryou/s_sonota/hyoujun_gijutsu/mass/2-4_l· pdf>

发明内容
发明要解决的问题本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供可节省用户用于推定将目 标化合物离子化时加合或者脱离的成分的劳力，从而使即使是缺乏高度的化学知识、分析 经验的人员也能够高精度且高效率地对目标化合物的质量进行确定、鉴定的质量分析数据 解析方法以及质量分析数据解析装置。用于解决问题的方案用于解决上述问题而完成的第一发明是一种质量分析数据解析方法，其特征在 于，其对通过质量分析获取的、出现多价离子的峰的质谱数据进行解析处理，由此求出目标 化合物的m/z值，该质量分析数据解析方法具有以下步骤a)价数推定步骤，检测质谱上的 同位素簇，推定各同位素簇的价数；b)代表点决定步骤，对于每个检测出的上述同位素簇， 求出代表该同位素簇的m/z值；c)候选提取步骤，根据推定为来自相同的目标化合物的两 个以上的同位素簇的代表点以及价数的组合，求出在离子化时加合到目标化合物上或者从 目标化合物上脱离的成分的候选m/z值；d)加合/脱离成分选定步骤，对于通过多个同位 素簇的不同组合得到的多个上述候选m/z值，对该候选m/z值或者作为其计算基础的同位 素簇的组合的确实性进行评价，由此最终选定一个候选m/z值；以及e)化合物推定步骤，根 据所选定的加合/脱离成分的m/z值和价数来推定目标化合物的m/z值。另外，实现第一发明的质量分析数据解析方法的第二发明是一种质量分析数据解析装置，其特征在于，其对通过质量分析获取的、出现多价离子的峰的质谱数据进行解析处 理，由此求出目标化合物的m/z值，具备以下单元a)价数推定单元，其检测质谱上的同位 素簇，推定各同位素簇的价数；b)代表点决定单元，其对于每个检测出的上述同位素簇，求 出代表该同位素簇的m/z值；c)候选提取单元，其根据推定为来自相同的目标化合物的两 个以上的同位素簇的代表点以及价数的组合，求出在离子化时加合到目标化合物上或者从 目标化合物上脱离的成分的候选m/z值；d)加合/脱离成分选定单元，其对于通过多个同 位素簇的不同组合而得到的多个上述候选m/z值，对该候选m/z值或者作为其计算基础的 同位素簇的组合的确实性进行评价，由此最终选定一个候选m/z值；以及化合物推定单元， 其根据所选定的加合/脱离成分的m/z值和价数来推定目标化合物的m/z值。另外，通过将第一发明的质量分析数据解析方法记述为在计算机上执行的程序， 在计算机上执行该程序能够实现第二发明的质谱数据解析装置。在此所利用的质谱仪需要较高的质量分辨率、质量精度。具体地说，要求较高分辨 率、精度来达到能够充分观测构成同位素簇的多个同位素峰的程度。从这一点来看，通常， 优选使用飞行时间型质量分离器(TOF-MS)作为质量分离器。另外，作为质量分析装置的离子源，从容易得到出现多价离子的峰的质谱这一点 来看，使用以电喷雾离子化离子源为代表的大气压离子源。在通过第二发明的质量分析数据解析装置来实现的第一发明的质量分析数据解 析方法中，为了从质谱中检测出同位素簇，例如，可以利用本申请的申请人在国际申请号 PCT/JP2006/308909 (国际公开号冊2006/1四观号公报)中提出的方法。即，首先，生成将 质谱上的各峰表示为代表其峰的重心的m/z值以及其峰面积这两个值的重心数据。并且， 利用在该重心数据上的峰的出现模式来检测质谱上的同位素簇，并且根据构成同位素簇的 多个峰的m/z间隔来推定价数。在试样含有单一化合物的情况下，来自该单一化合物的多价离子的峰出现于质 谱。因而，会检测出来自单一化合物的价数不同的多个同位素簇。另一方面，在试样为多种 化合物的混合物的情况下，来自各化合物的多价离子的峰出现于质谱。因而，由于多种化合 物中的每一种都可能存在价数不同的同位素簇，因此质谱变得更复杂。代表点决定步骤对各同位素簇的每一个决定代表点的m/z值。已知由相同物质形 成的同位素簇即使在价数不同的情况下也会形成大致相同的分布形状。因此，通常，常常将 出现在同位素簇中的开头的峰、显示最大强度的峰作为代表点。然而，出现在开头的峰在分 子量较大的情况下强度较低，有可能被噪音掩盖。因此，有可能选择后一个峰而不是开头的 峰。另外，关于最大强度的峰，在最大强度与第二大强度接近的情况下，可容易地想到最大 强度会与第二大强度相调换。因此，作为优选的一个方式，为了稳定地求出代表点，优选将 最大强度峰附近的多个峰的重心m/z值决定为代表点。或者，也可以利用单一同位素峰离 子的m/z值。这样来决定各同位素簇的价数和代表点。对于来自相同化合物的多价离子，可以不拘泥于其价数，而假设其为相同成分加 合到化合物上或者从化合物上脱离而生成的离子。当然，对于不同的化合物，有时是其他成 分加合到不同的化合物上或者从不同的化合物上脱离而生成多价离子。由于能够在某种程 度上假设加合到化合物上或者从化合物上脱离来产生加合离子的成分的种类，该m/z值不 会太大，因此能够限定可取的m/z值的范围。6
在候选提取步骤中，对于多个同位素簇，考虑上述加合/脱离成分的可取的m/z值 的范围，根据各自的价数和代表点来提取推定为来自相同化合物的两个以上的同位素簇， 根据这些同位素簇的组合来计算加合/脱离成分的m/z值，将该m/z值作为加合/脱离成 分的候选m/z值。即使是推定为来自相同化合物的同位素簇的组合，也会由于质量的误差、 所选择的峰的错误等而使候选m/z值不同。因而，通常，价数不同的多价离子越多，所得到 的候选的数量也越多。在加合/脱离成分选定步骤中，对于多个加合/脱离成分的候选，评价各候选的确 实性，由此选定一个候选。在进行该选定时，能够利用多个评价基准。例如，在首先排除根 据某个评价基准推定为明显异常的候选之后，对于剩余的候选，能够应用其他评价基准来 选择最确实的候选。举出具体示例来进行说明，能够对多个候选m/z值应用统计方法，选定确实性较 高的候选或者排除确实性较低的候选。统计方法是指例如使用多个候选m/z值的分散程 度，判断为分散程度较小的候选的确实性较高。另外，即使是价数不同的两个以上的同位素簇，如果存在多个来自相同化合物的 峰，则其代表点的相对强度比具有较强的相关性。因此，在质谱上，也可以对跨价数的、代表 点的或者距离代表点最近的峰的强度比的相似性进行评价，由此对同位素簇的组合的确实 性进行评价，选定确实性较高的候选或者排除确实性较低的候选。如果这样确定了加合/脱离成分的m/z值，则在化合物推定步骤中，根据该加合/ 脱离成分的m/z值、以及作为该m/z值的计算基础的同位素簇中的价数和代表点来推定目 标化合物的m/z值，从而鉴定目标化合物。发明的效果根据第一发明的质量分析数据解析方法以及第二发明的质量分析数据解析装置， 不需要由用户输入与离子化时加合到目标化合物上或者从目标化合物上脱离的成分相关 的信息，可以自动找到最确实的加合/脱离成分。因而，即使是缺乏化学知识、分析经验的 人员也能够进行质量分析作业，而且能够得到可靠度、再现性较高的分析结果。另外，在进 行质谱解析时不再进行反复试验的作业，因此能够实现解析作业的有效化，能够提高解析 的吞吐量。


图1是本发明的一个实施例的LC/IT-T0FMS的主要部分的结构图。图2是表示本实施例的LC/IT-T0FMS中的质谱解析处理的过程的流程图。图3是用于说明本实施例的LC/IT-T0FMS中的质谱解析处理的概念图。图4是表示图2示出的质谱解析处理中的同位素簇检测以及价数判断的处理过程 的流程图。图5是用于说明同位素簇检测的概念图。附图标记说明1 液相色谱仪(LC)部；11 流动相容器；12 送液泵；13 进样器；14 柱；2 质量 分析(MS)部；21 离子化室；22 =ESI喷嘴；23 脱溶剂管；24,27 中间真空室；25,28 离子 导向器；26 分离器；29 分析室；30 离子阱；31 飞行时间型质量分离器(TOF) ；32 反射电极；33 离子检测器；34 信号处理部；40 数据处理部；41 质谱生成部；42 反卷积处理 部；43 数据存储部；50 分析控制部；51 中央控制部；52 操作部；53 显示部。
具体实施例方式参照附图来说明将实现本发明的质量分析数据解析方法的质量分析数据解析装 置应用于液相色谱仪/离子阱飞行时间型质量分析装置(LC/IT-T0FMS)的一个实施例。图1是本实施例的LC/IT-T0FMS的主要部分的结构图。该LC/IT-T0FMS大致包括 液相色谱仪(LC)部1以及质量分析(MQ部2，在连接LC部1与MS部2的大气压离子化界 面中使用电喷雾离子化(ESI)界面。在液相色谱仪(LC)部1中，送液泵12吸引存储在流动相容器11内的流动相，按 照一定流量通过进样器13供给柱14。当通过进样器13注入试样时，试样随着流动相的流 动而被导入到柱14中。在通过柱14期间，试样中的各种成分分离，在时间上错开而从柱14 的出口洗脱并被导入到质量分析(MS)部2。MS部2具有维持为大气压气氛的离子化室21、以及通过涡轮分子泵(未图示)进 行真空排气而维持为高真空气氛的分析室四，在离子化室21与分析室四之间配置有真空 度逐级提高的第一级中间真空室M和第二级中间真空室27。离子化室21与第一级中间真 空室M通过细径的脱溶剂管23来连通，第一级中间真空室M与第二级中间真空室27通 过穿过圆锥形状分离器26的顶部而设置的小直径的孔口来连通。当从LC部1供给的含有试样成分的洗脱液到达作为离子源的ESI喷嘴22时，通 过从高压电源(未图示)施加的直流高电压而赋予洗脱液以电荷。并且，在离子化室21内 喷雾成带电的微小液滴。该带电液滴与来自大气的气体分子相撞而粉碎成更微细的液滴， 迅速干燥(脱溶剂化)，从而试样分子气化。该试样分子产生离子蒸发反应而离子化。该 ESI具有在离子化时容易产生带多个电荷的多价离子的特性。含有所产生的离子的微小液 滴由于差压而被引入到脱溶剂管23内，在通过脱溶剂管23内的期间进一步脱溶剂化，产生 离子。离子一边分别被离子导向器25J8收敛一边经过两个中间真空室24、27而被送到分 析室四。在分析室四内，离子被导入到三维四极离子阱30的内部。在离子阱30中，通过利用由电源(未图示)施加于各电极的高频电压而形成的四 极电场来暂时捕获和积累离子。在规定的时间对积累在离子阱30的内部的各种离子一起 赋予动能，使各种离子向作为质量分离器的飞行时间型质量分离器(T0F)31放出。也就是 说，离子阱30成为离子向T0F31飞行的出发点。T0F31具备被直流电源(未图示)施加直 流电压的反射电极32，离子在由此形成的直流电场的作用下在飞行过程中折返而到达离子 检测器33。对于同时从离子阱30射出的离子，质量(严格地说是m/z)越小的离子飞行得 越快，以与m/z相应的时间差到达离子检测器33。离子检测器33输出与所到达的离子数相 应的电流作为检测信号。该检测信号在信号处理部34中被转换为电压信号，在被转换为数字值之后被输 入到数据处理部40。数据处理部40包括作为其功能的质谱生成部41、反卷积处理部42 等。质谱生成部41如下生成质谱对从离子同时自离子阱30射出的时刻至到达离子检测 器33的每个时间内的离子信号强度进行测定，将该时间信息换算成m/z值，生成以横轴为 m/z值、以纵轴为信号强度的质谱。按规定的时间反复进行从离子阱30向T0F31的离子的射出、以及在T0F31和离子检测器33中的离子的质量分离和检测，每次生成一个质谱。将 构成所生成的质谱的质谱数据存储到数据存储部43，例如在质量分析结束之后提供给利用 反卷积处理部42进行的数据分析处理。分析控制部50根据来自中央控制部51的指示来控制LC部1和MS部2的各部的 动作以执行LC/MS分析。在中央控制部51上连接有作为用户界面的操作部52和显示部 53，接收操作员利用操作部52进行的操作来将用于分析的各种命令输出到分析控制部50、 数据处理部40，并且将质谱等的分析结果输出到显示部53。此外，中央控制部51、分析控制 部50以及数据处理部40的功能的一部分或者大部分能够通过在个人计算机上执行规定的 控制/处理软件来实现。另外，作为上述装置，具体地说，例如能够利用岛津制作所制造的液相色谱质谱 仪 LCMS-IT-T0F (参照因特网 <http //www. an. shimadzu. co. jp/products/lcms/it-tof. htm 等。在上述质量分析装置中，ESI是一种比较软的离子化方法，产生比较多的在液体试 样中的目标化合物上加合流动相(溶剂)中的物质或者加合其他金属等而得到的加合离 子。举例进行说明，在正离子中，除了加合质子的质子化离子以外还容易产生氨加合离子、 钠加合离子等。另一方面，在负离子中，除了质子脱离的去质子化离子以外还容易产生氯加 合离子、醋酸加合离子、甲酸加合离子等。另外，此时容易产生具有多个电荷(负电荷或者 正电荷)的多价离子。因此，在质谱中会出现来自目标化合物的多价的加合离子的峰。这 样的加合离子中的哪一种会出现取决于化合物的性质、流动相的种类、夹杂物的有无或者 除此以外的分析条件等。在以往的质谱解析处理中，需要由用户来输入设定生成上述加合离子的加合/脱 离成分的种类等。与此相对，在本实施例的LC/IT-T0FMS的由反卷积处理部42实施的质谱 解析处理中，不需要由用户进行这种输入设定。接着，参照图2 图5来说明该特征性的质谱解析处理。图2是表示质谱解析处理 的过程的流程图，图3是用于说明质谱解析处理的概念图，图4是表示质谱解析处理中的同 位素簇检测以及价数判断的处理过程的流程图，图5是用于说明同位素簇检测的概念图。当开始进行解析处理时，反卷积处理部42首先对出现在解析对象的质谱上的同 位素簇进行检测，求出各同位素簇的价数η(步骤Si、S2)。同位素簇是指由来自具有相同 元素结构的离子的、因离子中的同位素组合的不同而显示不同的m/z值的多个峰构成的峰 群。实际在质谱上，如图3的(b)所示地出现一个同位素簇。在截取同位素簇时，需要将出现在质谱上的多个峰划分为属于相同同位素簇的 峰，因而需要确定构成同位素簇的多个峰。作为其具体的方法的一例，如上所述，可以利用 本申请的申请人在国际申请号PCT/JP2006/308909(国际公开号^)2006/1 号公报)中 提出的方法。根据图4、图5来说明该方法的概要。首先，将质谱的轮廓数据(profile data)转换来生成重心数据(centroid data) (步骤S21)。图3的(c)是将图3的(b)的轮廓数据转换为重心数据的图。重心数据包括 各峰的m/z值、强度，在为同位素峰的情况下还包括包含其同位素簇的ID编号、价数等信息 的结构体的表(其中，在分析前的状态下，同位素簇ID编号、价数未知，因此是空白的)。为了按照强度顺序存取上述重心数据，生成将重心数据上的各峰的强度按照降序排列的各峰的索引表(强度降序索引表)(步骤S2》。接着，将当前要查找的同位素簇的 ID编号以及上述强度降序索引表的索引值初始化(步骤S23、S24)，在重心数据上决定作为 基准的峰(基准峰)的候选峰以检测同位素簇模式(步骤S2Q。在此，按照强度从大到小 的顺序选择作为基准峰的峰。在最初的处理中，基峰(在所测定的峰中具有最大强度的峰， 图5中的A的峰)为基准峰。在第二次以后的处理中，从基准峰的选择对象中排除通过之 前的处理已经被鉴定为属于同位素簇的峰的峰。接着，以上述基准峰为中心，检查其周围的峰型，判断各价数的同位素簇中的峰的 出现模式是否与该峰型一致(步骤S26)。作为该价数图案匹配时的参数，将价数范围、质量 分辨率的允许范围、构成同位素簇的峰数的最小值等设定为适当的值。价数图案匹配如下进行从基准峰的m/z值的位置起，检查在按照步幅d依次分开 的位置上是否存在峰，所述步幅d为假定该基准峰被包括在各价数的同位素簇中时所假设 的步幅。例如在基准峰被包括在1价的同位素簇中的情况下，属于该同位素簇的多个峰显 示m/z值分别差1的峰型，步幅d为1。在被包括在2价的同位素簇中的情况下，属于该同 位素簇的峰显示m/z值分别差0. 5的峰型，因此步幅d为0. 5。由于价数η是Ι/d，价数η 是整数，因此在Ι/d不是整数的情况下，将值适当地四舍五入来整数化。在步骤幻6中基准峰的周围不存在任何作为同位素簇而匹配的峰型的情况下(步 骤S27 “否”)，跳过步骤S28 S30而进到S31。在存在匹配的峰型的情况下，通过选择与 以基准峰为中心的峰型相匹配的同位素簇价数图案中的匹配分辨率(寻找属于同位素簇 的各峰时的测定值与预测值之差的标准偏差)最小的同位素簇价数图案，从而鉴定同位素 簇(步骤S28)。此外，在仅存在一个相匹配的价数图案的情况下，将其鉴定为同位素簇即 可。接着，将通过步骤S28而选择的价数图案的价数决定为属于所鉴别的同位素簇的 各峰的价数，将与属于所鉴定的同位素簇的各峰的簇ID编号、价数等有关的信息作为追加 信息反映到上述重心数据上(步骤S29)。之后，分别递增簇索引值与强度降序索引表的索 引值(S30、S31)。并且，判断强度降序索引表的索引值是否在重心数据上的数据数以上， 由此判断对全部基准峰的处理是否结束(步骤S32)，如果存在未处理的基准峰则回到步骤 S25。由此，对重心数据中的全部峰执行步骤S25 S31的处理。通过以上处理，按照质谱上的峰的强度顺序，依次进行以该峰为中心的同位素簇 的匹配，从而决定属于所鉴定的同位素簇的峰的价数。由此，如图3的(a)、图5所示，可区 分各价数的同位素簇。在计算目标化合物离子化时加合到目标化合物上或者从目标化合物上脱离的成 分(离子)的m/z值时，各同位素簇的m/z值较重要。在本实例的处理中，为了快速计算， 算出各同位素簇的代表点，利用该代表点的m/z值。通常，在通过ESI等对高分子化合物进行离子化和质量分析而得到的质谱中，同 位素簇的峰波形形状如图3的(b)所示，成泊松分布略为走样的形状。因此，峰极大的位置 仅存在一处，也能够将给出该极大强度的m/z值作为代表点来使用。然而，在同位素簇中最 大强度与第二大强度之间仅存在微小强度差的情况下，很可能是由测定上的误差、各种可 变因素而引起了最大强度与第二大强度相调换。因此，为了提高可靠性，在构成同位素簇的 多个峰中，对给出最大强度的峰(例如图3的(c)中的Pl)的m/z值与给出第二大强度的峰的m/z值的成为重心的m/z值进行计算，将该m/z值决定为该同位素簇的代表点(步骤 S3)。通过上述处理，得到各同位素簇的价数和代表点的m/z值。应利用该价数和m/z 值来推定加合到化合物上的离子的m/z值，但是在不存在两个以上同位素簇的情况下，无 法应用后述的方法。因此，判断同位素簇的数量是否为2以上(步骤S4)，在同位素簇的数 量为1的情况下，跳过步骤S5 S14而进到S15。如果同位素簇的数量为2以上则进到步骤S5以后。当将同位素簇的价数设为η、 将代表点的m/z值设为m、将加合到目标化合物上的成分(离子)的m/z值设为Q时，利用 以下式(1)来对每个同位素簇来求出目标化合物的质量M(此外，在某一个成分从目标化合 物脱离的情况下，能够将Q设为负的值来同样地考虑)。M = nX (m-Q)··. (1)离子化时加合到化合物上或者从化合物上脱离的成分在某种程度上受到限制，因 此该成分的m/z值Q不会太大。因而，可以预先决定可取Q的范围。由于能够推定相同的成分加合到相同的化合物上或者从相同的化合物上脱离，因 此上述式(1)中，在M相同的情况下Q也相同。如果如上所述地决定了 Q的范围，则还可以 缩小能够将某一同位素簇视为与其他价数的同位素簇来自相同化合物(即，式(1)的M相 同)的m/z值的范围。因此，通过能够视为来自相同化合物的两个以上的同位素簇的组合， 选择出加合/脱离成分的m/z值Q的候选(步骤S5)。通常，同位素簇的数量越多，被认为 来自相同化合物的同位素簇的组合的数量也增加，因此会选出多个候选。此外，在试样包含 多种化合物的情况下，需要在辨别来自相同化合物的不同价数的同位素簇之后进行上述处 理。对于加合/脱离成分的m/z值举出多个(通常为多个)候选之后，为了选择一个确 实性最高的候选，首先通过以下三个过程来进行范围缩小操作以排除明显异常的候选(步 骤 S6)。在来自相同化合物的同位素簇存在三个以上(即价数存在三种以上)的情况下， 会得到多个加合/脱离成分的候选m/z值。由于上述理由，理想的情况下它们应该是一致 的，但是实际上，由于测定上的误差、选作代表点的峰的错误等原因，m/z值常常不一致。在 误差较大的情况下、所选择的峰错误的情况下，根据它们算出的候选m/z值与其他候选m/z 值相比有可能极端偏离。因此，检查多个候选m/z值的分散度，根据该分散度来排除m/z值 极端偏离的候选(步骤S7)。如果属于价数不同的同位素簇的几个峰来自相同化合物，则这些同位素簇的代表 点的相对强度能够视为具有很强的相关性。因此，利用该情况对不同同位素簇的代表点的 相对强度设定类似度阈值，排除根据具有低于该阈值的代表点的同位素簇的组合而得到的 候选(步骤S8)。另外认为，在不同同位素簇之间，构成同位素簇的多个峰的分布形状(强度图案) 的相似性较高的同位素簇的候选可靠性较高。利用该情况，能够排除根据峰的分布形状的 相似性较低的同位素簇的组合而得到的候选(步骤S9)。具体地说，可以求出不同同位素簇 之间的峰分布形状的相关系数等指标值，利用该指标值来排除相关性较低的候选，而在此 采用更简便的方法。11
如上所述，各同位素簇的代表点的位置(m/z值)为给出最大强度的位置与给出第 二大强度的位置的重心点。因而，最大强度与第二大强度点的位置关系及其强度比反映在 重心点的位置上。因此，排除根据代表点、最大点以及给出第二大强度的点的位置关系存在 较大偏差的同位素簇而得到的候选。由此，实际上能够排除根据峰分布形状大不相同的同 位素簇的组合而得到的候选。通过进行如上所述的三个阶段的范围缩小来减少候选的数量。此外，步骤S7 S8 的执行顺序没有特别的意义，能够进行调换。接着，最终选定一个确实性最高的候选(步骤 S10)。首先，判断同位素簇的数量是否为3以上(步骤Sll)，如果同位素簇的数量为3以上 则选定在上述步骤S7的挑选基准中条件最佳的候选。即，选定多个候选中m/z值的分散度 最小的候选(步骤S12)。如果步骤Sll中同位素簇的数量低于3 (事实上只有2)，则选定在上述步骤S8的 挑选基准中条件最佳的候选。即，针对各同位素簇找出代表点的相对强度的相似性最高的 同位素簇的组合，选定根据该组合而得到的候选(步骤S13)。通过步骤S12或者S13，确定目标化合物离子化时加合到该化合物上或者从该化 合物上脱离的成分的m/z值Q(步骤S14)。此外，在步骤S4中判断为“否”的情况下，即在 没有产生多价离子而仅存在一个同位素簇的情况下，无法通过上述方法来求出加合/脱离 成分的m/z值。在这种情况下，通过向用户要求输入所推定的加合/脱离成分等其他方法 来决定加合/脱离成分(步骤S15)。如果这样决定了加合/脱离成分的m/z值，则根据上 述式(1)来计算目标化合物的质量，并将其结果输出到显示部53等(步骤S16)。如上所述，根据该质谱解析处理，能够根据出现基于多价离子的峰的质谱，自动地 确定离子化时加合到目标化合物上或者从目标化合物上脱离的成分，利用其结果来求出目 标化合物的质量。由此，不需要由分析担当人员来推定加合到化合物上或者从化合物上脱 离的成分，因此即使是缺乏这种推定所需的化学知识、经验的人员也能够进行解析作业。此外，上述实施例仅是本发明的一例，在本发明的宗旨的范围内适当地进行变更、 修改、追加也包括在本申请的权利要求的范围内，这是显而易见的。
权利要求
1.一种质量分析数据解析方法，其特征在于，其对通过质量分析获取的、出现多价离子 的峰的质谱数据进行解析处理，由此求出目标化合物的m/z值，该质量分析数据解析方法 具有以下步骤a)价数推定步骤，检测质谱上的同位素簇，推定各同位素簇的价数；b)代表点决定步骤，对于每个检测出的所述同位素簇，求出代表该同位素簇的m/z值；c)候选提取步骤，根据推定为来自相同的目标化合物的两个以上的同位素簇的代表点 以及价数的组合，求出在离子化时加合到目标化合物上或者从目标化合物上脱离的成分的 候选m/z值；d)加合/脱离成分选定步骤，对于通过多个同位素簇的不同组合得到的多个所述候选 m/z值，对该候选m/z值或者作为其计算基础的同位素簇的组合的确实性进行评价，由此最 终选定一个候选m/z值；以及e)化合物推定步骤，根据所选定的加合/脱离成分的m/z值和价数来推定目标化合物 的m/z值。
2.根据权利要求1所述的质量分析数据解析方法，其特征在于，在所述加合/脱离成分选定步骤中，对多个候选m/z值应用统计方法，选定确实性较高 的候选m/z值或者排除确实性较低的候选m/z值。
3.根据权利要求2所述的质量分析数据解析方法，其特征在于，在所述加合/脱离成分选定步骤中，对多个候选m/z值的分散程度进行评价，选定确实 性较高的候选m/z值或者排除确实性较低的候选m/z值。
4.根据权利要求1所述的质量分析数据解析方法，其特征在于，在所述加合/脱离成分选定步骤中，对跨价数的、代表点的或者距离代表点最近的峰 的强度比的相似性进行评价，选定确实性较高的候选m/z值或者排除确实性较低的候选m/ζ {to
5.根据权利要求1所述的质量分析数据解析方法，其特征在于，在所述加合/脱离成分选定步骤中，对于不同的同位素簇，对构成该同位素簇的多个 峰的全部或者一部分的图案形状的相似性进行评价，选定确实性较高的候选m/z值或者排 除确实性较低的候选m/z值。
6.根据权利要求1所述的质量分析数据解析方法，其特征在于，在所述代表点决定步骤中，将同位素簇中的最大强度峰附近的多个峰的重心的m/z值 作为代表点。
7.一种质量分析数据解析装置，其特征在于，其对通过质量分析获取的、出现多价离子 的峰的质谱数据进行解析处理，由此求出目标化合物的m/z值，其具备以下单元a)价数推定单元，其检测质谱上的同位素簇，推定各同位素簇的价数；b)代表点决定单元，其对于每个检测出的所述同位素簇，求出代表该同位素簇的m/z值；c)候选提取单元，其根据推定为来自相同的目标化合物的两个以上的同位素簇的代表 点以及价数的组合，求出在离子化时加合到目标化合物上或者从目标化合物上脱离的成分 的候选m/z值；d)加合/脱离成分选定单元，其对于通过多个同位素簇的不同组合而得到的多个所述候选m/z值，对该候选m/z值或者作为其计算基础的同位素簇的组合的确实性进行评价，由 此最终选定一个候选m/z值；以及e)化合物推定单元，其根据所选定的加合/脱离成分的m/z值和价数来推定目标化合 物的m/z值。
8.根据权利要求7所述的质量分析数据解析装置，其特征在于，所述加合/脱离成分选定单元对多个候选m/z值应用统计方法，选定确实性较高的候 选m/z值或者排除确实性较低的候选m/z值。
9.根据权利要求8所述的质量分析数据解析装置，其特征在于，所述加合/脱离成分选定单元对多个候选m/z值的分散程度进行评价，选定确实性较 高的候选m/z值或者排除确实性较低的候选m/z值。
10.根据权利要求7所述的质量分析数据解析装置，其特征在于，所述加合/脱离成分选定单元对跨价数的、代表点的或者距离代表点最近的峰的强度 比的相似性进行评价，选定确实性较高的候选m/z值或者排除确实性较低的候选m/z值。
11.根据权利要求7所述的质量分析数据解析装置，其特征在于，所述加合/脱离成分选定单元对于不同的同位素簇，对构成该同位素簇的多个峰的全 部或者一部分的图案形状的相似性进行评价，选定确实性较高的候选m/z值或者排除确实 性较低的候选m/z值。
全文摘要
提供一种对出现来自目标化合物的多价离子峰的质谱进行解析处理并算出目标化合物的质量的方法和装置。首先，解析质谱上的各峰来检测同位素簇，求出各同位素簇的价数和代表点(m/z值)(S1～S3)。由于在离子化时加合到化合物上或者从化合物上脱离的成分的m/z值的范围受到限制，因此利用该情况来推定来自相同化合物的同位素簇，根据其组合来推定加合/脱离成分的m/z值的候选(S5)。对于所举出的多个候选，利用m/z值的分散程度、各同位素簇的代表点的相对强度的相似性等多个条件，排除明显异常的候选(S6～S9)。并且，最终选定m/z值的分散最小的候选或者代表点的相对强度的相似性最高的候选来决定加合/脱离成分的m/z值，然后计算化合物的质量(S10～S16)。
文档编号G01N27/62GK102057271SQ20088012966
公开日2011年5月11日 申请日期2008年6月4日 优先权日2008年6月4日
发明者梅村佳克, 野田阳 申请人:株式会社岛津制作所