质量分析装置以及方法
质量分析装置以及方法
【专利摘要】本发明提供一种质量分析装置以及方法。可以判别质量分析装置中的测定状态，自动地决定下次测定的测定方法。因此，在质量分析装置(1)中设置：第一计算部(6)，其计算质量谱的总离子量；第二计算部(6)，其计算从质量谱所出现的峰中选择出的代表峰的半值宽度；控制部(7)，其根据所述总离子量和所述代表峰的半值宽度，决定在下次测定中使用的测定方法。
【专利说明】质量分析装置以及方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及质量分析装置以及方法。
【背景技术】
[0002] 在质量分析仪对试样的分析中，基本上需要导入离子化了的试样。因此，将离子源 配置在质量分析仪的前级。将离子源根据其离子化方法的不同分类为各种种类。例如，分 类为EI法、CI法、ESI法、ACPI法。在使用任意一种离子源的情况下，离子的生成、质量分 析仪的测定状态都有时会变得不稳定。在这样的情况下，需要调整离子源、质量分析仪。
[0003] 以下，以四极离子阱质量分析仪为例，说明离子的生成、质量分析仪的测定状态变 得不稳定的情况。在该质量分析仪中，通过Rf电场在一定时间内捕获从离子源导入到离子 阱的离子，将浓缩了的离子根据其质量电荷比（m/z)从离子阱顺序地排出，通过检测器检 测其强度值的变化，由此分析试样的质量。
[0004] 但是，已知能够封闭在离子阱内的离子量有极限。已知如果在到达到能够捕获的 极限量为止的过渡状况下离子量达到某水平以上，则引起被称为空间电荷效应的现象（表 观的质量偏差的现象）。由于离子所具有的电荷而离子的伪电势偏离，结果对离子阱的质量 分析原理产生影响，由此产生该现象。
[0005] 通常在温度、湿度等环境条件保持固定的实验室内使用质量分析仪。其理由是因 为如果环境条件变化，则控制电路的动作产生变动、或装置的物理长度变化等，有可能对测 定精度产生影响。因此，一般以维持测定精度为目的，在测定前进行校准、或确认灵敏度等 操作。另外，根据需要还进行调整、清洗、装置参数的变更等。进而，还进行成为测定对象的 试样的浓度的测量、预备测定、即试样的预处理、浓度调整、测定条件的最优化等。通常由具 有化学实验、质量分析的知识的人或在这样的人的监督下进行这些准备操作。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :美国专利申请公开第2011/0270566号说明书
【发明内容】
[0009] 发明要解决的问题
[0010] 现今，研宄了还能够携带到实验室以外的地方的质量分析仪的实用化。例如研宄 了在药物、危险品、废气、环境物质、食品等的分析中使用的质量分析仪的实用化。这种质量 分析仪在采集或吸入成为测定对象的调查现场使用，要求立即确定构成试样的物质。
[0011] 但是，在调查现场使用质量分析仪的情况下，有可能无法实现在实验室中保持的 环境条件、或环境条件变动。而且，在调查现场一般不存在实验设备。因此，有可能无法事 前进行成为测定对象的试样的浓度调整、测定条件的最优化。不只是这样，质量分析仪的使 用者还有可能不具有化学实验、质量分析的知识。
[0012]因此，在可携带的质量分析仪的情况下，特别要求装载能够自动地判定环境条件 的变动、因该变动产生的副作用并对应的功能。此外，在实验室等中使用的质量分析装置的 情况下，也认为装载同等功能对提高测定精度、减轻使用者的负担是有用的。
[0013] 顺便地说，在专利文献1中，公开了操作者根据整理后的实测数据进行测定参数 的最优化或测定参数的选择的方法。但是，在专利文献1中，没有公开在测定时由装置自身 执行同等的处理的方法、自动地消除环境条件的不稳定性的方法。
[0014] 用于解决问题的手段
[0015] 为了解决上述问题，本发明例如采用权利要求所记载的结构。在本说明书中包含 多个解决上述问题的手段，但如果列举其一个例子，则是一种质量分析装置，具备：第一计 算部，其计算质量谱的总离子量；第二计算部，其计算从质量谱所出现的峰中选择出的代表 峰的半值宽度；控制部，其根据总离子量和代表峰的半值宽度，决定在下次测定中使用的测 定方法。
[0016] 发明效果
[0017] 根据本发明，实现能够自动地决定在下次测定中使用的测定方法的质量分析装 置。其结果是在环境条件、试样浓度等测定条件变化这样的环境下，也能够稳定地执行质量 分析。通过以下的实施方式的说明来了解上述以外的问题、结构、以及效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是表示实施例1的质量分析装置的结构的图。
[0019] 图2是表示测定稳定性判别部的内部结构的图。
[0020] 图3是表示基线除去前后的谱例的图。
[0021] 图4是表示平滑前的谱例的图。
[0022] 图5是表示平滑后的谱例的图。
[0023] 图6是表示通过测定稳定性指标计算部执行的处理步骤的概要的图。
[0024] 图7是说明半值宽度的定义的图。
[0025] 图8是说明TIC计算处理的图。
[0026] 图9是说明半值宽度计算处理的图。
[0027] 图10是表示由于峰接近而无法计算半值宽度的例子的图。
[0028] 图11是表示即使峰接近也能够计算半值宽度的例子的图。
[0029] 图12是说明某峰的半值宽度计算处理的图。
[0030] 图13是说明左侧（低质量侧）半值半宽度的计算处理的图。
[0031] 图14是说明右侧（高质量侧）半值半宽度的计算处理的图。
[0032] 图15是说明根据左侧的计算结果和右侧的计算结果计算半值宽度的处理的图。
[0033] 图16是说明现有技术的TIC和质量偏差量之间的关系的图。
[0034] 图17是说明TIC的增加和质量偏差之间的关系的图。
[0035] 图18是表示即使TIC的值低也产生因空间电荷效应造成的质量偏差的例子的图。
[0036] 图19是说明半值宽度和质量偏差之间的关系的图。
[0037] 图20是说明TIC和半值宽度之间的关系的图。
[0038] 图21是说明没有空间电荷效应的影响的状态下的TIC和半值宽度之间的关系的 图。
[0039] 图22是综合地表示有空间电荷效应的状态和没有的状态下的TIC和半值宽度之 间的关系的图。
[0040] 图23是表示在判别测定状态的稳定性时使用的判别条件的例子的图。
[0041] 图24是表示在判别测定状态的稳定性时使用的处理步骤的图。
[0042] 图25是表示在判别测定状态的稳定性时使用的其他判别条件的例子的图。
[0043] 图26是表示某m/z的离子量达到检测器的上限值的例子的图。
[0044] 图27是表示需要离子源的状态的稳定化的例子的图。
[0045] 图28是说明离子源的稳定性指标的计算处理的图。
[0046] 图29是表示使用了离子源的稳定性指标的测定状态的稳定性判别处理步骤的 图。
[0047] 图30是表示实施例2的质量分析装置的结构的图。
[0048] 图31是说明在测定结果的计算中利用的数据的处理例子的图。
[0049] 图32是说明测定稳定性判别参数的输入接受处理的图。
[0050] 图33是说明测定稳定性判别参数的设定方法选择画面的图。
[0051] 图34是说明测定稳定性判别参数的手动设定画面的图。
[0052] 图35是说明测定稳定性判别参数的自动设定画面的图。
[0053] 图36是说明测定稳定性判别参数的自动设定执行后的手动设定画面的图。
【具体实施方式】
[0054] 以下，根据【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。此外，本发明的实施方式并不限于后述的 实施例，能够在其技术思想的范围内进行各种变形。
[0055] [实施例1]
[0056] (装置的整体结构和处理动作的概要）
[0057] 在图1中表示装载了以下功能的质量分析装置的结构例子，即根据总离子量和质 量谱的代表峰的半值宽度判别测定状态的稳定性，根据其判别结果自动地决定在下次测定 中使用的测定方法。
[0058] 质量分析装置1具备质量分析部2、数据取得部3、数据处理部4、控制部8、参数设 定保存部9、接口部10。质量分析部2具备离子源、具有离子阱的分析部、检测器。此外，能 够与离子源、离子阱的形式无关地应用本发明。数据处理部4具备数据保存部5、测定稳定 性判别部6、控制指示计算部7。接口部10具备操作部11、显示部12。
[0059] 质量分析装置1的使用者对接口部10的操作部11进行操作，输入测定参数。测 定参数中例如包含成为测定对象的试样的种类、试样的测定条件。测定参数的输入既可以 是选择形式，也可以是直接输入方式。输入的参数被保存在参数设定保存部9中。
[0060] 质量分析装置1以满足事前设定的测定开始条件为条件开始试样的测定。测定开 始条件，例如既可以是试样向质量分析部2的设置，也可以是在试样的设置后用户指示输 入了测定开始。此外，在不需要试样的设置的质量分析装置、即从周边环境吸入气氛来进行 测定的质量分析装置的情况下，也可以将从接口部10输入测定开始的情况作为测定开始 条件。另外，也可以将从参数的输入时刻经过预先指定的时间的情况作为测定开始条件。
[0061] 在测定顺序开始后，质量分析部2测定成为测定对象的试样的成分，将其测定数 据（质量谱的数据）输出到数据取得部3。数据取得部3将从质量分析部2取得的测定数 据输出到数据处理部4。数据处理部4将测定数据与时刻信息一起保存在数据保存部5中。 从数据保存部5读出测定数据和时刻信息，供给测定稳定性判别部6。
[0062] 在图2中表示测定稳定性判别部6的内部结构。测定稳定性判别部6具备谱预处 理部13、测定稳定性指标计算部14、测定稳定性状态判别部15。按照谱预处理部13、测定 稳定性指标计算部14、测定稳定性状态判别部15的顺序处理输入到测定稳定性判别部6的 测定数据。
[0063] 在谱预处理部13中，对各个谱进行预处理。在本实施例的情况下，作为预处理执 行基线除去处理、峰检测处理等。在测定稳定性指标计算部14中进行计算稳定性指标的处 理。在本实施例的情况下，作为稳定性指标，计算质量谱的总离子量和代表质量谱的峰的半 值宽度。在测定稳定性判别部15中，根据所计算出的稳定性指标判别稳定性。将判别结果 输出到控制指示计算部7。
[0064] 控制指示计算部7根据输入的判别结果，计算在下次测定中使用的测定方法并向 控制部8指示。
[0065] (谱预处理的详细内容）
[0066] 在此，说明在测定稳定性判别部6的谱预处理部13中执行的谱预处理的详细内 容。在谱预处理中，执行基线除去处理和峰检测处理。
[0067] 在图3(a)中表示进行基线除去处理之前的谱的例子。在图3(a)所示的例子的情 况下，不存在峰的部分的谱值大致固定。由此，认为出现在该部分中的波形表示在检测器中 生成的固定水平的电气噪声。即，可以认为该部分的谱值是与测定无关地确定的固定值。将 该固定值称为基线。因此，在基线除去处理中，执行从各测定谱中除去该基线的处理。
[0068] 例如可以作为在完全不导入离子的状态下测定的多个质量谱的各最大值的平均 值来计算基线。但是，在减去了基线后的值为负的情况下，使用〇作为给出基线的常数。但 是，有时不存在峰的部分的谱不表示出固定的倾向。不过，对于这样的情况下的基线的求出 方法，已经设计了各种方法，因此使用它们即可。
[0069] 在基线除去处理后，谱预处理部13针对基线除去后的质量谱进行移动平均法、基 于高斯函数的卷积、Savizky-Golay法等基于多项式的平滑化处理。在图4中表示平滑化 前的质量谱的例子，在图5中表示通过Savizky-Golay法进行平滑化后的质量谱例。
[0070] 在平滑化处理后，谱预处理部13针对平滑化后的质量谱数据计算差序列，选出差 值从正变化为负的点作为质量谱的峰。此外，在峰的检测处理时，也可以使用数字滤波器等 预先除去噪声。另外，也可以应用完全不同的公知的峰检测方法来检测质量谱的峰。
[0071] 在执行谱预处理后，将以下数据保存在数据保存部5中：（1)除去基线后的质量 谱；（2)除去基线后平滑化了的质量谱；（3)检测出的峰的列表。如果谱的预处理结束，则测 定稳定性判别部6通过测定稳定性指标计算部14计算测定稳定性指标。
[0072] (稳定性指标计算处理的详细内容）
[0073] 在此，说明测定稳定性判别部6的测定稳定性指标计算部14执行的测定稳定性指 标的计算处理的细节。在图6中表示该处理动作的概要。测定稳定性指标的计算处理由质 量谱的总离子量计算处理（步骤601)、质量谱的半值宽度计算处理（步骤602)、计算出的 总离子量和半值宽度的登记处理（步骤603)构成。在此，将总离子量和半值宽度登记在数 据保存部5中。
[0074] 一般，将表不总离子量的 TIC 作为 "Total Ion Chromatogram" 或 "Total Ion Current"的简称来使用。在本说明书中，定义为针对所关注的某质量谱观测的离子的总量。 另外，将半值宽度定义为给出某峰波形的强度值（最大值）的半值的该峰波形的左右的m/z 的值的差值（图7)。图7用FM表示强度值，用HM表示其半值，用1?表示取半值的左侧（低 的一方）的m/z值，用mH表示取半值的右侧（高的一方）的m/z值。在该情况下，用IH h-Iii1j 给出半值宽度。
[0075] 但是，该半值宽度与表示质量分析中的装置的分辨率的指标有关。在此，如果设某 峰的分辨率为R，与该峰对应的m/z值为m，半值宽度为W，则通过式1定义分辨率R。
[0076] R = m/ff (atm)式（I)
[0077] S卩，在作为性能指标而期待分辨率R的装置的情况下，可以通过式（1)计算所期待 的半值宽度W。不过，用某质量数来定义严格意义上的分辨率R。因此，既存在对于测定范 围的质量数而分辨率R固定的情况，也存在分辨率R根据质量数而变化的情况。在分辨率 R变化的情况下，必须使用与质量数对应的分辨率R。
[0078] 在图8中表示在TIC计算处理（步骤601)中执行的处理动作的概要。简单地说， TIC计算处理是指针对除去基线后的质量谱的全部区域求出积分值的处理。因此，测定稳定 性指标计算部14从数据保存部5取得已经除去基线后的质量谱的全部数据Sb (i)和数据 数N(步骤801)，执行步骤802?步骤805的处理。在此，步骤802是初始化处理。另外，步 骤803是将第i个数据Sb (i)与到第i-Ι个数据为止的积分值即TIC相加的处理。
[0079] TIC只是给出在检测器中作为质量谱观测到的离子的总量的值，而不是给出存在 于离子阱内的离子的总量的值。S卩，只要被离子阱捕获的离子的m/z的范围和通过检测器 观测到的离子的m/z的范围并一致，TIC就不表示被离子阱捕获的离子的总量。
[0080] 但是，一般不知道被离子阱捕获的离子的m/z的范围和通过检测器观测到的离子 的m/z的范围是否一致。因此，只根据TIC的信息无法评价因存在于离子阱中的离子的总 量产生的现象。因存在于离子阱中的离子的总量产生的现象中例如有空间电荷效应。空间 电荷效应是指与被离子阱捕获的全部离子的总量对应地，试样的质量谱相对于本来的位置 偏移后出现的现象。为了评价质量分析仪的测定精度，必须知道该空间电荷效应的影响量。 但是，如上述那样，只根据TIC的信息无法准确地知道空间电荷效应的影响。
[0081] 因此，在本实施例的质量分析仪中，作为测定稳定性指标之一，还使用代表峰的半 值宽度。在图9中表示在半值宽度计算处理（步骤602)中执行的处理动作的细节。
[0082] 测定稳定性指标计算部14首先从数据保存部5取得通过谱预处理部13计算出的 峰列表P 0和峰数N (步骤901)。接着，测定稳定性指标计算部14制作将峰列表P ()的峰 按峰强度从大到小的顺序排列所得的列表Ps ()(步骤902)。接着，设定半值宽度W的初始 值（步骤903)。在本实施例的情况下，设定无效的值"-1"作为半值宽度W的初始值。另 夕卜，将给出峰强度的顺序的参数i设定为初始值"0"（步骤904)。
[0083] 然后，测定稳定性指标计算部14从列表Ps ()的开头开始顺序地计算峰的半值宽 度W(步骤906)。在计算出半值宽度W的情况下（在步骤907中为肯定结果），将计算出的 值代入到半值宽度W，在该时刻结束处理（步骤909)。在无法针对全部的峰计算半值宽度 W的情况下（在步骤905中为否定结果），测定稳定性指标计算部14输出"-1"作为代表峰 的半值宽度w。
[0084] 在本实施例中，按照峰强度从强到弱的顺序计算半值宽度的理由是因为：例如在 峰密集的情况下，并不一定能够计算出最大峰的半值宽度W。例如在图10的情况下，3个峰 中的位于正中的峰1002的强度最大，但在峰1002上重叠了峰1001和峰1003,因此无法计 算峰1002的半值宽度W。在这样多个峰的波形相互重叠的情况下，无法确定给出峰强度值 FM的半值HM的左右的m/z值，因此无法计算半值宽度W。此外，在图10的情况下，对于第 1个和第3个的峰1001和峰1003,也无法计算半值宽度W。理由相同。
[0085] 因此，在本实施例中提出了用于使得能够针对更多的峰计算半值宽度W的计算方 法。具体地说，提出利用了半值半宽度的半值宽度的计算方法。在此，使用图11说明该计 算方法。图11所示的质量谱是2个峰的波形重叠的例子。在该例子的情况下，也无法通过 现有的计算方法计算半值宽度。但是，根据利用半值半宽度的计算方法，能够针对峰1101 和峰1102的双方计算半值宽度。顺便地说，针对峰1101，将其左侧的半值半宽度的2倍值 定义为峰1101的半值宽度W。另外，针对峰1102,将其右侧的半值半宽度的2倍值定义为 峰1102的半值宽度W。
[0086] 在图12中表示利用半值半宽度的半值宽度W的计算处理的内容。在本实施例的 情况下，作为步骤906的处理来执行图12所示的处理。
[0087] 首先，测定稳定性指标计算部14取得所关注的峰的信息（峰的m/z值mp和峰强 度S)(步骤1201)。接着，测定稳定性指标计算部14计算所关注的峰的左侧（即低质量侧） 的半值半宽度（步骤1202)。在此，用取峰强度S的半值的左侧的m/z值％和峰的m/z值 mp之间的差Hipit来给出左侧半值半宽度。另外，测定稳定性指标计算部14计算所关注的 峰的右侧（即高质量侧）的半值半宽度（步骤1203)。在此，用取峰强度S的半值的右侧的 m/z值mH和峰的m/z值mp之间的差mH-mp来给出右侧半值半宽度。在此，可以先处理步骤 1202和步骤1203的任意一个。
[0088] 然后，测定稳定性指标计算部14根据左侧半值半宽度和右侧半值半宽度计算关 注的峰的半值宽度（步骤1204)。具体地说，将计算出的半值半宽度中的小的一方的2倍值 作为关注的峰的半值宽度W。顺便地说，如果将图12所示的计算处理应用于图10所示的质 量谱，则在如峰1001那样只能对低质量侧计算半值半宽度的情况、如峰1003那样只能对高 质量侧计算半值半宽度的情况下，也能够计算各峰的半值宽度W。
[0089] 在图13中表示在步骤1202中执行的计算处理（即低质量侧的半值半宽度的计算 处理）的细节。首先，测定稳定性指标计算部14取得m/z全体的列表m()、峰强度全体的列 表s()、关注峰的m/z值m p、与关注峰的m()和s()对应的索引Imp(步骤1301)。在此，列表 m()是作为强度值的测定对象的m/z值的集合。列表s〇是测定出的强度值的集合。索引 '是给出用于给出关注峰的最大强度的m/z值在列表m()上的位置的值。
[0090] 接着，测定稳定性指标计算部14将Iu3设定为0 (步骤1302)。在此，索引I U3是针 对关注峰给出左侧半值半宽度的判定范围的下限的m/z值在列表m()上的位置。然后，测 定稳定性指标计算部14判定在比关注峰更低质量侧是否存在其他峰（步骤1303)。在得到 了肯定结果的情况下，测定稳定性指标计算部14前进到步骤1304,在得到了否定结果的情 况下，测定稳定性指标计算部14前进到步骤1305。
[0091] 在步骤1304(在关注峰的低质量侧存在其他峰的情况）中，测定稳定性指标计算 部14将位于关注峰的低质量侧的其他峰的索引设定为索引L的值。该其他峰的索引给出 判定范围的下限。
[0092] 在步骤1305中，测定稳定性指标计算部14将左侧半值半宽度I设定为-1。该步 骤是为了在无法针对关注峰计算左侧半值宽度I的情况下，使得能够在后续步骤中判别该 情况。因此，设定无法作为半值宽度W采用的无效的值。
[0093] 接着，测定稳定性指标计算部14将给出列表m()的读出位置的索引i设定为比与 关注峰对应的索引1_小1的值"I mp-1"。然后，测定稳定性指标计算部14判定索引i是否 为判定范围的下限值以上。在该步骤1307中得到了否定结果的情况（索引i超出判定范 围的情况）下，在该时刻结束左侧半值半宽度的计算处理（步骤1202)。
[0094] 与此相对，在步骤1307中得到了肯定结果的情况下，测定稳定性指标计算部14判 定与索引i对应的强度s (i)是否为关注峰的强度的半值s/2以下（步骤1308)。在强度 s (i)比半值s/2大的情况下，测定稳定性指标计算部14得到否定结果而前进到步骤1309。 在步骤1309中，测定稳定性指标计算部14将索引i变更为进一步小1的值。在更新索引i 后，测定稳定性指标计算部14返回到步骤1307,重复进行上述的判定处理。此外，在索引i 达到判定范围的下限前，该强度s(i)达到了关注峰的强度的半值s/2的情况下，测定稳定 性指标计算部14在步骤1308中得到肯定结果而前进到步骤1310。
[0095] 在步骤1310中，测定稳定性指标计算部14将关注峰的左侧半值半宽度I计算为 关注峰的m/z值即m p和与索引i对应的m/z值即m(i)之间的差。
[0096] 在图14中表示在步骤1203中执行的计算处理（即高质量侧的半值半宽度的计算 处理）的细节。基本处理内容与步骤1202相同。首先，测定稳定性指标计算部14取得m/ z全体的列表m()、峰强度全体的列表s()、关注峰的m/z值mp、与关注峰的m()和S()对应 的索引I mp(步骤1401)。
[0097] 接着，测定稳定性指标计算部14将Iub设定为N-I (步骤1402)。在此，索引I ^是 针对关注峰给出右侧半值半宽度的判定范围的上限的m/z值在列表m()上的位置。然后， 测定稳定性指标计算部14判定在比关注峰更高质量侧是否存在其他峰（步骤1403)。在得 到了肯定结果的情况下，测定稳定性指标计算部14前进到步骤1404,在得到了否定结果的 情况下，测定稳定性指标计算部14前进到步骤1405。
[0098] 在步骤1404 (在关注峰的高质量侧存在其他峰的情况）中，测定稳定性指标计算 部14将位于关注峰的高质量侧的其他峰的索引设定为索引I ub的值。该其他峰的索引给出 判定范围的上限。
[0099] 在步骤1405中，测定稳定性指标计算部14将右侧半值半宽度Wk设定为-1。该步 骤是为了在无法针对关注峰计算右侧半值宽度^的情况下，使得能够在后续的步骤中判别 该情况。因此，设定无法作为半值宽度采用的无效的值。
[0100] 接着，测定稳定性指标计算部14将给出列表m()的读出位置的索引i设定为比与 关注峰对应的索引1_大1的值"I mp+1"。然后，测定稳定性指标计算部14判定索引i是否 为给出判定范围的上限的索引Iub以下（步骤1407)。此处的否定结果意味着索引i超出 了判定范围。因此，如果在步骤1407中得到了否定结果，则在该时刻结束右侧半值半宽度 的计算处理（步骤1203)。
[0101] 与此相对，在步骤1407中得到了肯定结果的情况下，测定稳定性指标计算部14判 定与索引i对应的强度S (i)是否为关注峰的强度的半值s/2以下（步骤1408)。在强度 s (i)比半值s/2大的情况下，测定稳定性指标计算部14得到否定结果而前进到步骤1409。 在步骤1409中，测定稳定性指标计算部14将索引i变更为进一步大1的值（1409)。在更 新索引i后，测定稳定性指标计算部14返回到步骤1407,重复进行上述的判定处理。此外， 在索引i达到判定范围的上限前，该强度s (i)达到了关注峰的强度的半值s/2的情况下， 测定稳定性指标计算部14在步骤1408中得到肯定结果而前进到步骤1410。
[0102] 在步骤1410中，测定稳定性指标计算部14将关注峰的右侧半值半宽度Wk计算为 关注峰的m/z值即m p和与索引i对应的m/z值即m(i)之间的差。
[0103] 在图15中表示在步骤1204中执行的计算处理（即半值宽度的计算处理）的细节。 首先，测定稳定性指标计算部14判定是否计算出左侧的半值半宽度％和右侧的半值半宽 度W k的双方（步骤1501)。在此，在得到了肯定结果的情况下，测定稳定性指标计算部14 将任意小的一方的半值半宽度的值设定为W h(步骤1502)。
[0104] 与此相对，在步骤1501中得到了否定结果的情况下，测定稳定性指标计算部14判 定是否计算出左侧的半值半宽度I和右侧的半值半宽度W k的任意一方（步骤1503)。在 此，在得到了肯定结果的情况下，测定稳定性指标计算部14将计算出的一方的半值半宽度 的值设定为W h (步骤1504)。
[0105] 在步骤1502或步骤1504后，测定稳定性指标计算部14将半值宽度W计算为半值 半宽度％的2倍值（步骤1505)。此外，在步骤1503中也得到了否定结果的情况下，测定 稳定性指标计算部14将半值宽度W设定为"-1"（步骤1506)。此外，在半值宽度是"-1" 的情况下，意味着针对关注峰无法计算半值宽度。在该情况下，如图9的步骤908所示，针 对强度第二高的峰，继续进行半值宽度W的计算处理。
[0106] 如果使用以上说明的半值宽度的计算方法，则在无法检测在关注峰的两侧给出峰 强度的半值的m/z值的情况下，也能够计算半值宽度。另外，在关注峰的形状是左右非对称 的情况下，如果使用上述的计算方法，也能够使用计算出的半值半宽度或任意小的一方的 半值半宽度计算半值宽度W。
[0107] 半值宽度的计算方法，也可以考虑图13和图14所示以外的方法。例如也可以通 过基于最小二乘法等的拟合，推定与峰形状近似的正态分布，使用该正态分布的标准偏差 σ计算半值宽度。在式2中表示使用了标准偏差〇的半值宽度的计算方法。
[0108]
【权利要求】
1. 一种质量分析装置，其特征在于，具备； 第一计算部，其计算从质量分析部输出的质量谱的总离子量； 第二计算部，其计算从上述质量谱的峰中选择出的代表峰的半值宽度；W及 控制部，其根据上述总离子量和代表峰的上述半值宽度，决定在下次测定中使用的测 定方法。
2. 根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于， 上述第二计算部针对代表峰的顶点的低质量侧和高质量侧分别计算半值半宽度，将其 中小的一方的值的2倍的值作为上述半值宽度。
3.根据权利要求2所述的质量分析装置，其特征在于， 上述第二计算部在无法计算低质量侧的半值半宽度和高质量侧的半值半宽度的某一 个的情况下，将能够计算的一方的值的2倍的值作为上述半值宽度，在针对低质量侧和高 质量侧的任意一个都无法计算半值半宽度的情况下，将无效的值设定为上述半值宽度。
4.根据权利要求3所述的质量分析装置，其特征在于， 上述第二计算部将在质量谱中出现的多个峰中的强度最大的峰确定为上述代表峰来 计算半值宽度，在计算后的上述半值宽度为无效的值的情况下，将上述多个峰中的强度第 二大的峰确定为代表峰来计算半值宽度。
5.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于， 上述第一计算部计算上述总离子量作为上述质量谱的强度值的总和。
6. 根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于， 上述控制部根据针对上述质量谱测定的总离子量与一个或多个第一阔值的比较结果 和针对上述质量谱测定的代表峰的半值宽度与一个或多个第二阔值的比较结果的组合，判 定本次测定的状态。
7.根据权利要求6所述的质量分析装置，其特征在于， 上述控制部根据本次测定的状态，决定在下次测定中使用的测定方法。
8. 根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于， 上述控制部根据从W特定的测定参数动作的上述质量分析部输出的多个总离子量的 统计量与第=阔值的比较结果，判定构成上述质量分析部的离子源的稳定性。
9.根据权利要求8所述的质量分析装置，其特征在于， 上述控制部在上述多个总离子量的最大值为0的情况下，将上述统计量设定为0,在上 述多个总离子量的最大值不为0的情况下，将把上述多个总离子量的最小值除W上述最大 值所得的值设定为上述统计量。
10. 根据权利要求8所述的质量分析装置，其特征在于， 上述控制部， 在判定为上述离子源的动作不稳定的情况下，执行使离子源稳定化的控制动作， 在判定为上述离子源的动作稳定的情况下，根据针对上述质量谱测定的总离子量与一 个或多个第一阔值的比较结果和针对上述质量谱测定的代表峰的半值宽度与一个或多个 第二阔值的比较结果的组合，判定本次测定的状态。
11. 根据权利要求10所述的质量分析装置，其特征在于， 在判定为离子源的动作不稳定的情况下，根据上述质量谱执行预定的判定处理的第= 计算部不执行上述判定处理或不输出上述判定处理的结果。
12. 根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于， 上述控制部根据上述质量谱的最大强度与构成上述质量分析部的检测器所能够检测 的上限值的比较结果，判定构成上述质量分析部的离子阱内的离子量是否适当。
13. 根据权利要求12所述的质量分析装置，其特征在于， 上述控制部在上述最大强度与上述上限值一致的情况下，作为在下次测定中使用的测 定方法而执行减少离子阱内的离子量的处理。
14. 一种质量分析装置，其特征在于，具备； 质量分析部； 第一计算部，其计算从上述质量分析部输出的质量谱的总离子量； 第二计算部，其计算从上述质量谱的峰中选择出的代表峰的半值宽度；W及 控制部，其根据上述总离子量和代表峰的上述半值宽度，决定在下次测定中使用的测 定方法并向上述质量分析部指示。
15. -种质量分析方法，其特征在于，包括； 第一计算部计算从质量分析部输出的质量谱的总离子量的处理； 第二计算部计算从在上述质量谱中出现的峰中选择出的代表峰的半值宽度的处理；W 及 控制部根据上述总离子量和代表峰的上述半值宽度，决定在下次测定中使用的测定方 法的处理。
【文档编号】G01N27/62GK104471671SQ201380037727
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2012年9月14日
【发明者】金子明人, 川口洋平, 杉山益之, 西村和茂 申请人:株式会社日立高新技术
【专利摘要】本发明提供一种质量分析装置以及方法。可以判别质量分析装置中的测定状态，自动地决定下次测定的测定方法。因此，在质量分析装置(1)中设置：第一计算部(6)，其计算质量谱的总离子量；第二计算部(6)，其计算从质量谱所出现的峰中选择出的代表峰的半值宽度；控制部(7)，其根据所述总离子量和所述代表峰的半值宽度，决定在下次测定中使用的测定方法。
【专利说明】质量分析装置以及方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及质量分析装置以及方法。
【背景技术】
[0002] 在质量分析仪对试样的分析中，基本上需要导入离子化了的试样。因此，将离子源 配置在质量分析仪的前级。将离子源根据其离子化方法的不同分类为各种种类。例如，分 类为EI法、CI法、ESI法、ACPI法。在使用任意一种离子源的情况下，离子的生成、质量分 析仪的测定状态都有时会变得不稳定。在这样的情况下，需要调整离子源、质量分析仪。
[0003] 以下，以四极离子阱质量分析仪为例，说明离子的生成、质量分析仪的测定状态变 得不稳定的情况。在该质量分析仪中，通过Rf电场在一定时间内捕获从离子源导入到离子 阱的离子，将浓缩了的离子根据其质量电荷比（m/z)从离子阱顺序地排出，通过检测器检 测其强度值的变化，由此分析试样的质量。
[0004] 但是，已知能够封闭在离子阱内的离子量有极限。已知如果在到达到能够捕获的 极限量为止的过渡状况下离子量达到某水平以上，则引起被称为空间电荷效应的现象（表 观的质量偏差的现象）。由于离子所具有的电荷而离子的伪电势偏离，结果对离子阱的质量 分析原理产生影响，由此产生该现象。
[0005] 通常在温度、湿度等环境条件保持固定的实验室内使用质量分析仪。其理由是因 为如果环境条件变化，则控制电路的动作产生变动、或装置的物理长度变化等，有可能对测 定精度产生影响。因此，一般以维持测定精度为目的，在测定前进行校准、或确认灵敏度等 操作。另外，根据需要还进行调整、清洗、装置参数的变更等。进而，还进行成为测定对象的 试样的浓度的测量、预备测定、即试样的预处理、浓度调整、测定条件的最优化等。通常由具 有化学实验、质量分析的知识的人或在这样的人的监督下进行这些准备操作。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :美国专利申请公开第2011/0270566号说明书
【发明内容】
[0009] 发明要解决的问题
[0010] 现今，研宄了还能够携带到实验室以外的地方的质量分析仪的实用化。例如研宄 了在药物、危险品、废气、环境物质、食品等的分析中使用的质量分析仪的实用化。这种质量 分析仪在采集或吸入成为测定对象的调查现场使用，要求立即确定构成试样的物质。
[0011] 但是，在调查现场使用质量分析仪的情况下，有可能无法实现在实验室中保持的 环境条件、或环境条件变动。而且，在调查现场一般不存在实验设备。因此，有可能无法事 前进行成为测定对象的试样的浓度调整、测定条件的最优化。不只是这样，质量分析仪的使 用者还有可能不具有化学实验、质量分析的知识。
[0012]因此，在可携带的质量分析仪的情况下，特别要求装载能够自动地判定环境条件 的变动、因该变动产生的副作用并对应的功能。此外，在实验室等中使用的质量分析装置的 情况下，也认为装载同等功能对提高测定精度、减轻使用者的负担是有用的。
[0013] 顺便地说，在专利文献1中，公开了操作者根据整理后的实测数据进行测定参数 的最优化或测定参数的选择的方法。但是，在专利文献1中，没有公开在测定时由装置自身 执行同等的处理的方法、自动地消除环境条件的不稳定性的方法。
[0014] 用于解决问题的手段
[0015] 为了解决上述问题，本发明例如采用权利要求所记载的结构。在本说明书中包含 多个解决上述问题的手段，但如果列举其一个例子，则是一种质量分析装置，具备：第一计 算部，其计算质量谱的总离子量；第二计算部，其计算从质量谱所出现的峰中选择出的代表 峰的半值宽度；控制部，其根据总离子量和代表峰的半值宽度，决定在下次测定中使用的测 定方法。
[0016] 发明效果
[0017] 根据本发明，实现能够自动地决定在下次测定中使用的测定方法的质量分析装 置。其结果是在环境条件、试样浓度等测定条件变化这样的环境下，也能够稳定地执行质量 分析。通过以下的实施方式的说明来了解上述以外的问题、结构、以及效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是表示实施例1的质量分析装置的结构的图。
[0019] 图2是表示测定稳定性判别部的内部结构的图。
[0020] 图3是表示基线除去前后的谱例的图。
[0021] 图4是表示平滑前的谱例的图。
[0022] 图5是表示平滑后的谱例的图。
[0023] 图6是表示通过测定稳定性指标计算部执行的处理步骤的概要的图。
[0024] 图7是说明半值宽度的定义的图。
[0025] 图8是说明TIC计算处理的图。
[0026] 图9是说明半值宽度计算处理的图。
[0027] 图10是表示由于峰接近而无法计算半值宽度的例子的图。
[0028] 图11是表示即使峰接近也能够计算半值宽度的例子的图。
[0029] 图12是说明某峰的半值宽度计算处理的图。
[0030] 图13是说明左侧（低质量侧）半值半宽度的计算处理的图。
[0031] 图14是说明右侧（高质量侧）半值半宽度的计算处理的图。
[0032] 图15是说明根据左侧的计算结果和右侧的计算结果计算半值宽度的处理的图。
[0033] 图16是说明现有技术的TIC和质量偏差量之间的关系的图。
[0034] 图17是说明TIC的增加和质量偏差之间的关系的图。
[0035] 图18是表示即使TIC的值低也产生因空间电荷效应造成的质量偏差的例子的图。
[0036] 图19是说明半值宽度和质量偏差之间的关系的图。
[0037] 图20是说明TIC和半值宽度之间的关系的图。
[0038] 图21是说明没有空间电荷效应的影响的状态下的TIC和半值宽度之间的关系的 图。
[0039] 图22是综合地表示有空间电荷效应的状态和没有的状态下的TIC和半值宽度之 间的关系的图。
[0040] 图23是表示在判别测定状态的稳定性时使用的判别条件的例子的图。
[0041] 图24是表示在判别测定状态的稳定性时使用的处理步骤的图。
[0042] 图25是表示在判别测定状态的稳定性时使用的其他判别条件的例子的图。
[0043] 图26是表示某m/z的离子量达到检测器的上限值的例子的图。
[0044] 图27是表示需要离子源的状态的稳定化的例子的图。
[0045] 图28是说明离子源的稳定性指标的计算处理的图。
[0046] 图29是表示使用了离子源的稳定性指标的测定状态的稳定性判别处理步骤的 图。
[0047] 图30是表示实施例2的质量分析装置的结构的图。
[0048] 图31是说明在测定结果的计算中利用的数据的处理例子的图。
[0049] 图32是说明测定稳定性判别参数的输入接受处理的图。
[0050] 图33是说明测定稳定性判别参数的设定方法选择画面的图。
[0051] 图34是说明测定稳定性判别参数的手动设定画面的图。
[0052] 图35是说明测定稳定性判别参数的自动设定画面的图。
[0053] 图36是说明测定稳定性判别参数的自动设定执行后的手动设定画面的图。
【具体实施方式】
[0054] 以下，根据【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。此外，本发明的实施方式并不限于后述的 实施例，能够在其技术思想的范围内进行各种变形。
[0055] [实施例1]
[0056] (装置的整体结构和处理动作的概要）
[0057] 在图1中表示装载了以下功能的质量分析装置的结构例子，即根据总离子量和质 量谱的代表峰的半值宽度判别测定状态的稳定性，根据其判别结果自动地决定在下次测定 中使用的测定方法。
[0058] 质量分析装置1具备质量分析部2、数据取得部3、数据处理部4、控制部8、参数设 定保存部9、接口部10。质量分析部2具备离子源、具有离子阱的分析部、检测器。此外，能 够与离子源、离子阱的形式无关地应用本发明。数据处理部4具备数据保存部5、测定稳定 性判别部6、控制指示计算部7。接口部10具备操作部11、显示部12。
[0059] 质量分析装置1的使用者对接口部10的操作部11进行操作，输入测定参数。测 定参数中例如包含成为测定对象的试样的种类、试样的测定条件。测定参数的输入既可以 是选择形式，也可以是直接输入方式。输入的参数被保存在参数设定保存部9中。
[0060] 质量分析装置1以满足事前设定的测定开始条件为条件开始试样的测定。测定开 始条件，例如既可以是试样向质量分析部2的设置，也可以是在试样的设置后用户指示输 入了测定开始。此外，在不需要试样的设置的质量分析装置、即从周边环境吸入气氛来进行 测定的质量分析装置的情况下，也可以将从接口部10输入测定开始的情况作为测定开始 条件。另外，也可以将从参数的输入时刻经过预先指定的时间的情况作为测定开始条件。
[0061] 在测定顺序开始后，质量分析部2测定成为测定对象的试样的成分，将其测定数 据（质量谱的数据）输出到数据取得部3。数据取得部3将从质量分析部2取得的测定数 据输出到数据处理部4。数据处理部4将测定数据与时刻信息一起保存在数据保存部5中。 从数据保存部5读出测定数据和时刻信息，供给测定稳定性判别部6。
[0062] 在图2中表示测定稳定性判别部6的内部结构。测定稳定性判别部6具备谱预处 理部13、测定稳定性指标计算部14、测定稳定性状态判别部15。按照谱预处理部13、测定 稳定性指标计算部14、测定稳定性状态判别部15的顺序处理输入到测定稳定性判别部6的 测定数据。
[0063] 在谱预处理部13中，对各个谱进行预处理。在本实施例的情况下，作为预处理执 行基线除去处理、峰检测处理等。在测定稳定性指标计算部14中进行计算稳定性指标的处 理。在本实施例的情况下，作为稳定性指标，计算质量谱的总离子量和代表质量谱的峰的半 值宽度。在测定稳定性判别部15中，根据所计算出的稳定性指标判别稳定性。将判别结果 输出到控制指示计算部7。
[0064] 控制指示计算部7根据输入的判别结果，计算在下次测定中使用的测定方法并向 控制部8指示。
[0065] (谱预处理的详细内容）
[0066] 在此，说明在测定稳定性判别部6的谱预处理部13中执行的谱预处理的详细内 容。在谱预处理中，执行基线除去处理和峰检测处理。
[0067] 在图3(a)中表示进行基线除去处理之前的谱的例子。在图3(a)所示的例子的情 况下，不存在峰的部分的谱值大致固定。由此，认为出现在该部分中的波形表示在检测器中 生成的固定水平的电气噪声。即，可以认为该部分的谱值是与测定无关地确定的固定值。将 该固定值称为基线。因此，在基线除去处理中，执行从各测定谱中除去该基线的处理。
[0068] 例如可以作为在完全不导入离子的状态下测定的多个质量谱的各最大值的平均 值来计算基线。但是，在减去了基线后的值为负的情况下，使用〇作为给出基线的常数。但 是，有时不存在峰的部分的谱不表示出固定的倾向。不过，对于这样的情况下的基线的求出 方法，已经设计了各种方法，因此使用它们即可。
[0069] 在基线除去处理后，谱预处理部13针对基线除去后的质量谱进行移动平均法、基 于高斯函数的卷积、Savizky-Golay法等基于多项式的平滑化处理。在图4中表示平滑化 前的质量谱的例子，在图5中表示通过Savizky-Golay法进行平滑化后的质量谱例。
[0070] 在平滑化处理后，谱预处理部13针对平滑化后的质量谱数据计算差序列，选出差 值从正变化为负的点作为质量谱的峰。此外，在峰的检测处理时，也可以使用数字滤波器等 预先除去噪声。另外，也可以应用完全不同的公知的峰检测方法来检测质量谱的峰。
[0071] 在执行谱预处理后，将以下数据保存在数据保存部5中：（1)除去基线后的质量 谱；（2)除去基线后平滑化了的质量谱；（3)检测出的峰的列表。如果谱的预处理结束，则测 定稳定性判别部6通过测定稳定性指标计算部14计算测定稳定性指标。
[0072] (稳定性指标计算处理的详细内容）
[0073] 在此，说明测定稳定性判别部6的测定稳定性指标计算部14执行的测定稳定性指 标的计算处理的细节。在图6中表示该处理动作的概要。测定稳定性指标的计算处理由质 量谱的总离子量计算处理（步骤601)、质量谱的半值宽度计算处理（步骤602)、计算出的 总离子量和半值宽度的登记处理（步骤603)构成。在此，将总离子量和半值宽度登记在数 据保存部5中。
[0074] 一般，将表不总离子量的 TIC 作为 "Total Ion Chromatogram" 或 "Total Ion Current"的简称来使用。在本说明书中，定义为针对所关注的某质量谱观测的离子的总量。 另外，将半值宽度定义为给出某峰波形的强度值（最大值）的半值的该峰波形的左右的m/z 的值的差值（图7)。图7用FM表示强度值，用HM表示其半值，用1?表示取半值的左侧（低 的一方）的m/z值，用mH表示取半值的右侧（高的一方）的m/z值。在该情况下，用IH h-Iii1j 给出半值宽度。
[0075] 但是，该半值宽度与表示质量分析中的装置的分辨率的指标有关。在此，如果设某 峰的分辨率为R，与该峰对应的m/z值为m，半值宽度为W，则通过式1定义分辨率R。
[0076] R = m/ff (atm)式（I)
[0077] S卩，在作为性能指标而期待分辨率R的装置的情况下，可以通过式（1)计算所期待 的半值宽度W。不过，用某质量数来定义严格意义上的分辨率R。因此，既存在对于测定范 围的质量数而分辨率R固定的情况，也存在分辨率R根据质量数而变化的情况。在分辨率 R变化的情况下，必须使用与质量数对应的分辨率R。
[0078] 在图8中表示在TIC计算处理（步骤601)中执行的处理动作的概要。简单地说， TIC计算处理是指针对除去基线后的质量谱的全部区域求出积分值的处理。因此，测定稳定 性指标计算部14从数据保存部5取得已经除去基线后的质量谱的全部数据Sb (i)和数据 数N(步骤801)，执行步骤802?步骤805的处理。在此，步骤802是初始化处理。另外，步 骤803是将第i个数据Sb (i)与到第i-Ι个数据为止的积分值即TIC相加的处理。
[0079] TIC只是给出在检测器中作为质量谱观测到的离子的总量的值，而不是给出存在 于离子阱内的离子的总量的值。S卩，只要被离子阱捕获的离子的m/z的范围和通过检测器 观测到的离子的m/z的范围并一致，TIC就不表示被离子阱捕获的离子的总量。
[0080] 但是，一般不知道被离子阱捕获的离子的m/z的范围和通过检测器观测到的离子 的m/z的范围是否一致。因此，只根据TIC的信息无法评价因存在于离子阱中的离子的总 量产生的现象。因存在于离子阱中的离子的总量产生的现象中例如有空间电荷效应。空间 电荷效应是指与被离子阱捕获的全部离子的总量对应地，试样的质量谱相对于本来的位置 偏移后出现的现象。为了评价质量分析仪的测定精度，必须知道该空间电荷效应的影响量。 但是，如上述那样，只根据TIC的信息无法准确地知道空间电荷效应的影响。
[0081] 因此，在本实施例的质量分析仪中，作为测定稳定性指标之一，还使用代表峰的半 值宽度。在图9中表示在半值宽度计算处理（步骤602)中执行的处理动作的细节。
[0082] 测定稳定性指标计算部14首先从数据保存部5取得通过谱预处理部13计算出的 峰列表P 0和峰数N (步骤901)。接着，测定稳定性指标计算部14制作将峰列表P ()的峰 按峰强度从大到小的顺序排列所得的列表Ps ()(步骤902)。接着，设定半值宽度W的初始 值（步骤903)。在本实施例的情况下，设定无效的值"-1"作为半值宽度W的初始值。另 夕卜，将给出峰强度的顺序的参数i设定为初始值"0"（步骤904)。
[0083] 然后，测定稳定性指标计算部14从列表Ps ()的开头开始顺序地计算峰的半值宽 度W(步骤906)。在计算出半值宽度W的情况下（在步骤907中为肯定结果），将计算出的 值代入到半值宽度W，在该时刻结束处理（步骤909)。在无法针对全部的峰计算半值宽度 W的情况下（在步骤905中为否定结果），测定稳定性指标计算部14输出"-1"作为代表峰 的半值宽度w。
[0084] 在本实施例中，按照峰强度从强到弱的顺序计算半值宽度的理由是因为：例如在 峰密集的情况下，并不一定能够计算出最大峰的半值宽度W。例如在图10的情况下，3个峰 中的位于正中的峰1002的强度最大，但在峰1002上重叠了峰1001和峰1003,因此无法计 算峰1002的半值宽度W。在这样多个峰的波形相互重叠的情况下，无法确定给出峰强度值 FM的半值HM的左右的m/z值，因此无法计算半值宽度W。此外，在图10的情况下，对于第 1个和第3个的峰1001和峰1003,也无法计算半值宽度W。理由相同。
[0085] 因此，在本实施例中提出了用于使得能够针对更多的峰计算半值宽度W的计算方 法。具体地说，提出利用了半值半宽度的半值宽度的计算方法。在此，使用图11说明该计 算方法。图11所示的质量谱是2个峰的波形重叠的例子。在该例子的情况下，也无法通过 现有的计算方法计算半值宽度。但是，根据利用半值半宽度的计算方法，能够针对峰1101 和峰1102的双方计算半值宽度。顺便地说，针对峰1101，将其左侧的半值半宽度的2倍值 定义为峰1101的半值宽度W。另外，针对峰1102,将其右侧的半值半宽度的2倍值定义为 峰1102的半值宽度W。
[0086] 在图12中表示利用半值半宽度的半值宽度W的计算处理的内容。在本实施例的 情况下，作为步骤906的处理来执行图12所示的处理。
[0087] 首先，测定稳定性指标计算部14取得所关注的峰的信息（峰的m/z值mp和峰强 度S)(步骤1201)。接着，测定稳定性指标计算部14计算所关注的峰的左侧（即低质量侧） 的半值半宽度（步骤1202)。在此，用取峰强度S的半值的左侧的m/z值％和峰的m/z值 mp之间的差Hipit来给出左侧半值半宽度。另外，测定稳定性指标计算部14计算所关注的 峰的右侧（即高质量侧）的半值半宽度（步骤1203)。在此，用取峰强度S的半值的右侧的 m/z值mH和峰的m/z值mp之间的差mH-mp来给出右侧半值半宽度。在此，可以先处理步骤 1202和步骤1203的任意一个。
[0088] 然后，测定稳定性指标计算部14根据左侧半值半宽度和右侧半值半宽度计算关 注的峰的半值宽度（步骤1204)。具体地说，将计算出的半值半宽度中的小的一方的2倍值 作为关注的峰的半值宽度W。顺便地说，如果将图12所示的计算处理应用于图10所示的质 量谱，则在如峰1001那样只能对低质量侧计算半值半宽度的情况、如峰1003那样只能对高 质量侧计算半值半宽度的情况下，也能够计算各峰的半值宽度W。
[0089] 在图13中表示在步骤1202中执行的计算处理（即低质量侧的半值半宽度的计算 处理）的细节。首先，测定稳定性指标计算部14取得m/z全体的列表m()、峰强度全体的列 表s()、关注峰的m/z值m p、与关注峰的m()和s()对应的索引Imp(步骤1301)。在此，列表 m()是作为强度值的测定对象的m/z值的集合。列表s〇是测定出的强度值的集合。索引 '是给出用于给出关注峰的最大强度的m/z值在列表m()上的位置的值。
[0090] 接着，测定稳定性指标计算部14将Iu3设定为0 (步骤1302)。在此，索引I U3是针 对关注峰给出左侧半值半宽度的判定范围的下限的m/z值在列表m()上的位置。然后，测 定稳定性指标计算部14判定在比关注峰更低质量侧是否存在其他峰（步骤1303)。在得到 了肯定结果的情况下，测定稳定性指标计算部14前进到步骤1304,在得到了否定结果的情 况下，测定稳定性指标计算部14前进到步骤1305。
[0091] 在步骤1304(在关注峰的低质量侧存在其他峰的情况）中，测定稳定性指标计算 部14将位于关注峰的低质量侧的其他峰的索引设定为索引L的值。该其他峰的索引给出 判定范围的下限。
[0092] 在步骤1305中，测定稳定性指标计算部14将左侧半值半宽度I设定为-1。该步 骤是为了在无法针对关注峰计算左侧半值宽度I的情况下，使得能够在后续步骤中判别该 情况。因此，设定无法作为半值宽度W采用的无效的值。
[0093] 接着，测定稳定性指标计算部14将给出列表m()的读出位置的索引i设定为比与 关注峰对应的索引1_小1的值"I mp-1"。然后，测定稳定性指标计算部14判定索引i是否 为判定范围的下限值以上。在该步骤1307中得到了否定结果的情况（索引i超出判定范 围的情况）下，在该时刻结束左侧半值半宽度的计算处理（步骤1202)。
[0094] 与此相对，在步骤1307中得到了肯定结果的情况下，测定稳定性指标计算部14判 定与索引i对应的强度s (i)是否为关注峰的强度的半值s/2以下（步骤1308)。在强度 s (i)比半值s/2大的情况下，测定稳定性指标计算部14得到否定结果而前进到步骤1309。 在步骤1309中，测定稳定性指标计算部14将索引i变更为进一步小1的值。在更新索引i 后，测定稳定性指标计算部14返回到步骤1307,重复进行上述的判定处理。此外，在索引i 达到判定范围的下限前，该强度s(i)达到了关注峰的强度的半值s/2的情况下，测定稳定 性指标计算部14在步骤1308中得到肯定结果而前进到步骤1310。
[0095] 在步骤1310中，测定稳定性指标计算部14将关注峰的左侧半值半宽度I计算为 关注峰的m/z值即m p和与索引i对应的m/z值即m(i)之间的差。
[0096] 在图14中表示在步骤1203中执行的计算处理（即高质量侧的半值半宽度的计算 处理）的细节。基本处理内容与步骤1202相同。首先，测定稳定性指标计算部14取得m/ z全体的列表m()、峰强度全体的列表s()、关注峰的m/z值mp、与关注峰的m()和S()对应 的索引I mp(步骤1401)。
[0097] 接着，测定稳定性指标计算部14将Iub设定为N-I (步骤1402)。在此，索引I ^是 针对关注峰给出右侧半值半宽度的判定范围的上限的m/z值在列表m()上的位置。然后， 测定稳定性指标计算部14判定在比关注峰更高质量侧是否存在其他峰（步骤1403)。在得 到了肯定结果的情况下，测定稳定性指标计算部14前进到步骤1404,在得到了否定结果的 情况下，测定稳定性指标计算部14前进到步骤1405。
[0098] 在步骤1404 (在关注峰的高质量侧存在其他峰的情况）中，测定稳定性指标计算 部14将位于关注峰的高质量侧的其他峰的索引设定为索引I ub的值。该其他峰的索引给出 判定范围的上限。
[0099] 在步骤1405中，测定稳定性指标计算部14将右侧半值半宽度Wk设定为-1。该步 骤是为了在无法针对关注峰计算右侧半值宽度^的情况下，使得能够在后续的步骤中判别 该情况。因此，设定无法作为半值宽度采用的无效的值。
[0100] 接着，测定稳定性指标计算部14将给出列表m()的读出位置的索引i设定为比与 关注峰对应的索引1_大1的值"I mp+1"。然后，测定稳定性指标计算部14判定索引i是否 为给出判定范围的上限的索引Iub以下（步骤1407)。此处的否定结果意味着索引i超出 了判定范围。因此，如果在步骤1407中得到了否定结果，则在该时刻结束右侧半值半宽度 的计算处理（步骤1203)。
[0101] 与此相对，在步骤1407中得到了肯定结果的情况下，测定稳定性指标计算部14判 定与索引i对应的强度S (i)是否为关注峰的强度的半值s/2以下（步骤1408)。在强度 s (i)比半值s/2大的情况下，测定稳定性指标计算部14得到否定结果而前进到步骤1409。 在步骤1409中，测定稳定性指标计算部14将索引i变更为进一步大1的值（1409)。在更 新索引i后，测定稳定性指标计算部14返回到步骤1407,重复进行上述的判定处理。此外， 在索引i达到判定范围的上限前，该强度s (i)达到了关注峰的强度的半值s/2的情况下， 测定稳定性指标计算部14在步骤1408中得到肯定结果而前进到步骤1410。
[0102] 在步骤1410中，测定稳定性指标计算部14将关注峰的右侧半值半宽度Wk计算为 关注峰的m/z值即m p和与索引i对应的m/z值即m(i)之间的差。
[0103] 在图15中表示在步骤1204中执行的计算处理（即半值宽度的计算处理）的细节。 首先，测定稳定性指标计算部14判定是否计算出左侧的半值半宽度％和右侧的半值半宽 度W k的双方（步骤1501)。在此，在得到了肯定结果的情况下，测定稳定性指标计算部14 将任意小的一方的半值半宽度的值设定为W h(步骤1502)。
[0104] 与此相对，在步骤1501中得到了否定结果的情况下，测定稳定性指标计算部14判 定是否计算出左侧的半值半宽度I和右侧的半值半宽度W k的任意一方（步骤1503)。在 此，在得到了肯定结果的情况下，测定稳定性指标计算部14将计算出的一方的半值半宽度 的值设定为W h (步骤1504)。
[0105] 在步骤1502或步骤1504后，测定稳定性指标计算部14将半值宽度W计算为半值 半宽度％的2倍值（步骤1505)。此外，在步骤1503中也得到了否定结果的情况下，测定 稳定性指标计算部14将半值宽度W设定为"-1"（步骤1506)。此外，在半值宽度是"-1" 的情况下，意味着针对关注峰无法计算半值宽度。在该情况下，如图9的步骤908所示，针 对强度第二高的峰，继续进行半值宽度W的计算处理。
[0106] 如果使用以上说明的半值宽度的计算方法，则在无法检测在关注峰的两侧给出峰 强度的半值的m/z值的情况下，也能够计算半值宽度。另外，在关注峰的形状是左右非对称 的情况下，如果使用上述的计算方法，也能够使用计算出的半值半宽度或任意小的一方的 半值半宽度计算半值宽度W。
[0107] 半值宽度的计算方法，也可以考虑图13和图14所示以外的方法。例如也可以通 过基于最小二乘法等的拟合，推定与峰形状近似的正态分布，使用该正态分布的标准偏差 σ计算半值宽度。在式2中表示使用了标准偏差〇的半值宽度的计算方法。
[0108]
【权利要求】
1. 一种质量分析装置，其特征在于，具备； 第一计算部，其计算从质量分析部输出的质量谱的总离子量； 第二计算部，其计算从上述质量谱的峰中选择出的代表峰的半值宽度；W及 控制部，其根据上述总离子量和代表峰的上述半值宽度，决定在下次测定中使用的测 定方法。
2. 根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于， 上述第二计算部针对代表峰的顶点的低质量侧和高质量侧分别计算半值半宽度，将其 中小的一方的值的2倍的值作为上述半值宽度。
3.根据权利要求2所述的质量分析装置，其特征在于， 上述第二计算部在无法计算低质量侧的半值半宽度和高质量侧的半值半宽度的某一 个的情况下，将能够计算的一方的值的2倍的值作为上述半值宽度，在针对低质量侧和高 质量侧的任意一个都无法计算半值半宽度的情况下，将无效的值设定为上述半值宽度。
4.根据权利要求3所述的质量分析装置，其特征在于， 上述第二计算部将在质量谱中出现的多个峰中的强度最大的峰确定为上述代表峰来 计算半值宽度，在计算后的上述半值宽度为无效的值的情况下，将上述多个峰中的强度第 二大的峰确定为代表峰来计算半值宽度。
5.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于， 上述第一计算部计算上述总离子量作为上述质量谱的强度值的总和。
6. 根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于， 上述控制部根据针对上述质量谱测定的总离子量与一个或多个第一阔值的比较结果 和针对上述质量谱测定的代表峰的半值宽度与一个或多个第二阔值的比较结果的组合，判 定本次测定的状态。
7.根据权利要求6所述的质量分析装置，其特征在于， 上述控制部根据本次测定的状态，决定在下次测定中使用的测定方法。
8. 根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于， 上述控制部根据从W特定的测定参数动作的上述质量分析部输出的多个总离子量的 统计量与第=阔值的比较结果，判定构成上述质量分析部的离子源的稳定性。
9.根据权利要求8所述的质量分析装置，其特征在于， 上述控制部在上述多个总离子量的最大值为0的情况下，将上述统计量设定为0,在上 述多个总离子量的最大值不为0的情况下，将把上述多个总离子量的最小值除W上述最大 值所得的值设定为上述统计量。
10. 根据权利要求8所述的质量分析装置，其特征在于， 上述控制部， 在判定为上述离子源的动作不稳定的情况下，执行使离子源稳定化的控制动作， 在判定为上述离子源的动作稳定的情况下，根据针对上述质量谱测定的总离子量与一 个或多个第一阔值的比较结果和针对上述质量谱测定的代表峰的半值宽度与一个或多个 第二阔值的比较结果的组合，判定本次测定的状态。
11. 根据权利要求10所述的质量分析装置，其特征在于， 在判定为离子源的动作不稳定的情况下，根据上述质量谱执行预定的判定处理的第= 计算部不执行上述判定处理或不输出上述判定处理的结果。
12. 根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于， 上述控制部根据上述质量谱的最大强度与构成上述质量分析部的检测器所能够检测 的上限值的比较结果，判定构成上述质量分析部的离子阱内的离子量是否适当。
13. 根据权利要求12所述的质量分析装置，其特征在于， 上述控制部在上述最大强度与上述上限值一致的情况下，作为在下次测定中使用的测 定方法而执行减少离子阱内的离子量的处理。
14. 一种质量分析装置，其特征在于，具备； 质量分析部； 第一计算部，其计算从上述质量分析部输出的质量谱的总离子量； 第二计算部，其计算从上述质量谱的峰中选择出的代表峰的半值宽度；W及 控制部，其根据上述总离子量和代表峰的上述半值宽度，决定在下次测定中使用的测 定方法并向上述质量分析部指示。
15. -种质量分析方法，其特征在于，包括； 第一计算部计算从质量分析部输出的质量谱的总离子量的处理； 第二计算部计算从在上述质量谱中出现的峰中选择出的代表峰的半值宽度的处理；W 及 控制部根据上述总离子量和代表峰的上述半值宽度，决定在下次测定中使用的测定方 法的处理。
【文档编号】G01N27/62GK104471671SQ201380037727
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2012年9月14日
【发明者】金子明人, 川口洋平, 杉山益之, 西村和茂 申请人:株式会社日立高新技术
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