JP5206005B2 - Mass spectrometer - Google Patents
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Description
本発明は質量分析装置に関し、さらに詳しくは、液体クロマトグラフとの組み合わせに好適な大気圧イオン源を備える質量分析装置に関する。 The present invention relates to a mass spectrometer, and more particularly, to a mass spectrometer equipped with an atmospheric pressure ion source suitable for combination with a liquid chromatograph.
液体クロマトグラフ質量分析装置(LC/MS)では、液体クロマトグラフのカラムで成分分離された試料を含む溶出液を例えばエレクトロスプレイ等の大気圧イオン源に導入してイオン化し、生成されたイオンを例えば四重極質量フィルタ等の質量分離器により質量(厳密には質量電荷比m/z)に応じて分離して検出する。こうした装置において分析感度を向上させるには、略大気圧雰囲気の下で生成されたイオンを効率良く、高真空雰囲気中に配設された質量分離器まで輸送することが重要である。 In a liquid chromatograph mass spectrometer (LC / MS), an eluate containing a sample whose components have been separated by a liquid chromatograph column is introduced into an atmospheric pressure ion source such as electrospray to ionize the generated ions. For example, it is separated and detected according to the mass (strictly, the mass to charge ratio m / z) by a mass separator such as a quadrupole mass filter. In order to improve the analysis sensitivity in such an apparatus, it is important to efficiently transport ions generated under a substantially atmospheric pressure atmosphere to a mass separator disposed in a high vacuum atmosphere.
例えば特許文献1などに記載のLC/MSでは、略大気圧雰囲気であるイオン化室から次段の中間真空室にイオンを輸送する脱溶媒管や、その中間真空室内に配設されたデフレクタ電極などへの印加電圧に対し、イオンの輸送効率が大きく依存している。また、最良のイオン輸送効率を達成し得る印加電圧は、通過するイオンの質量電荷比によっても異なる。そこで、特許文献1に記載のLC/MSでは、標準試料を用いた予備測定によって各質量電荷比毎にマススペクトルのピークが最も高くなるような印加電圧を調べて記憶しておき、実際の目的試料の測定時には、記憶しておいた情報に基づいて適切な印加電圧を設定するようにしている。これにより、測定対象の質量電荷比に拘わらずイオンの輸送効率が良好になり、高い分析感度を達成することができる。
For example, in LC / MS described in
上記のような最適電圧の調整作業における予備測定は、既知の成分を既知の濃度で含む、装置メーカ等が用意する標準試料を用いて行われるのが一般的である。しかしながら、こうした標準試料はユーザが分析したい成分を全て網羅しているわけではないため、ユーザによっては、ユーザ自身が用意した目的試料(通常は成分が既知である試料)を用いて自動調整を行いたいという要求も強い。標準試料以外のこうした試料では、成分濃度が極端に低かったり逆に高過ぎたりする場合があり、そうした状況の下では、突発的なノイズの影響が相対的に大きく現れたりクロマトグラムが不鮮明になったりして最適電圧を適切に設定できないことがある。その結果、必ずしも最適でない電圧が分析条件として自動的に設定されてしまい、分析感度が低くなるおそれがあった。 The preliminary measurement in the adjustment operation of the optimum voltage as described above is generally performed using a standard sample prepared by an apparatus manufacturer or the like that contains a known component at a known concentration. However, since these standard samples do not cover all the components that the user wants to analyze, some users perform automatic adjustments using target samples prepared by themselves (usually samples whose components are known). There is a strong demand for it. In these samples other than the standard sample, the concentration of the component may be extremely low, or conversely too high. Under such circumstances, the effects of sudden noise appear relatively large and the chromatogram becomes unclear. The optimal voltage may not be set properly. As a result, a non-optimal voltage is automatically set as the analysis condition, and the analysis sensitivity may be lowered.
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、標準試料でない試料が利用される場合のように、適切でない電圧が設定されるおそれがある場合でも、不所望のノイズの影響やクロマトグラムの不鮮明さの影響などを排除して、イオンの輸送を効率良く行える分析条件を設定することができる質量分析装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is that even when a non-standard sample is used, even when an inappropriate voltage may be set, An object of the present invention is to provide a mass spectrometer capable of setting analysis conditions for efficiently transporting ions by eliminating the influence of unwanted noise and the unclearness of chromatograms.
上記課題を解決するために成された本発明は、略大気圧雰囲気の下で液体状の試料中の成分をイオン化する大気圧イオン源と、高真空雰囲気中に配設され、イオンを質量電荷比に応じて分離する質量分離器と、該質量分離器により分離されたイオンを検出する検出器と、前記大気圧イオン源から前記質量分離器までイオンを輸送する複数のイオン輸送光学系と、を具備する質量分析装置において、
a)所定の調整用試料に対する質量分析を実行し、1乃至複数の測定対象の質量電荷比毎に、前記複数のイオン輸送光学系の少なくとも1つに印加する電圧を複数段階に変化させたときの前記検出器による信号強度を取得する調整測定実行手段と、
b)前記調整測定実行手段により得られた測定結果に基づき、前記イオン輸送光学系に印加する電圧と信号強度又は該信号強度から求まる計算値との関係を測定対象の質量電荷比毎に求めて、表示画面上に電圧と信号強度又は計算値とを二軸とするグラフとして表示するとともに、測定対象の質量電荷比毎に前記少なくとも1つのイオン輸送光学系への印加電圧を複数段階に変化させたときの、その全ての印加電圧における、試料が前記大気圧イオン源に導入される時点の前後に亘る信号強度の時間的変化を示すクロマトグラムをそれぞれ作成し、その複数のクロマトグラムの波形を、最適な電圧条件をユーザが判断するための参考情報として、前記グラフとともに表示画面上に表示するデータ処理手段と、
c)ユーザが、測定対象の質量電荷比毎に、前記複数のクロマトグラムとともに表示された前記グラフ上で最適とみなせる印加電圧を指示操作することにより電圧値を指示するための、又は前記信号強度若しくは前記計算値から自動的に判断された最適な印加電圧の電圧値を変更するための入力手段と、
d)前記入力手段により指示又は変更された電圧を、前記少なくとも1つのイオン輸送光学系におけるその質量電荷比に対する印加電圧として分析条件に設定する分析条件設定手段と、
を備えることを特徴としている。
The present invention, which has been made to solve the above-mentioned problems, comprises an atmospheric pressure ion source that ionizes components in a liquid sample under a substantially atmospheric pressure atmosphere, and a high-pressure atmosphere to ionize mass charges. A mass separator that separates according to a ratio; a detector that detects ions separated by the mass separator; and a plurality of ion transport optical systems that transport ions from the atmospheric pressure ion source to the mass separator; In a mass spectrometer comprising:
a) When mass analysis is performed on a predetermined adjustment sample, and the voltage applied to at least one of the plurality of ion transport optical systems is changed in a plurality of stages for each mass to charge ratio of one to a plurality of measurement objects Adjustment measurement execution means for acquiring the signal intensity by the detector;
b) Based on the measurement result obtained by the adjustment measurement execution means, the relationship between the voltage applied to the ion transport optical system and the signal intensity or the calculated value obtained from the signal intensity is obtained for each mass-to-charge ratio of the measurement object. In addition to displaying the voltage and the signal intensity or the calculated value on the display screen as a graph with two axes, the voltage applied to the at least one ion transport optical system is changed in multiple stages for each mass-to-charge ratio of the measurement object. Each of the applied voltages, a chromatogram showing the temporal change in signal intensity before and after the sample is introduced into the atmospheric pressure ion source is created, and the waveforms of the plurality of chromatograms are generated. Data processing means for displaying on the display screen together with the graph as reference information for the user to determine the optimum voltage condition ;
c) For the user to instruct a voltage value by instructing an applied voltage that can be regarded as optimum on the graph displayed together with the plurality of chromatograms for each mass-to-charge ratio to be measured, or for the signal intensity Or input means for changing the voltage value of the optimum applied voltage automatically determined from the calculated value;
d) Analysis condition setting means for setting the voltage indicated or changed by the input means as analysis voltage as an applied voltage to the mass-to-charge ratio in the at least one ion transport optical system;
It is characterized by having.
ここで、大気圧イオン源とは例えばエレクトロスプレイイオン源(ESI)、大気圧化学イオン源(APCI)、大気圧光イオン源(APPI)などである。 Here, the atmospheric pressure ion source is, for example, an electrospray ion source (ESI), an atmospheric pressure chemical ion source (APCI), an atmospheric pressure photoion source (APPI), or the like.
また調整用試料とは、既知成分を既知濃度(通常、十分に調製された適切な濃度)で含む標準試料であってもよいが、ユーザが用意する測定対象の目的試料そのものであっても構わない。 The adjustment sample may be a standard sample containing a known component at a known concentration (usually a sufficiently prepared appropriate concentration), or may be a target sample itself to be measured prepared by a user. Absent.
本発明に係る質量分析装置の一態様としては、前記調整測定手段により印加電圧が変化され得るイオン輸送光学系が、略大気圧雰囲気であるイオン化室から次段の中間真空室にイオンを輸送する細径の脱溶媒管と、該中間真空室内に配設されたイオンガイドと、のいずれか一方又は両方である構成とすることができる。 As one aspect of the mass spectrometer according to the present invention, the ion transport optical system whose applied voltage can be changed by the adjustment measuring means transports ions from the ionization chamber, which is a substantially atmospheric pressure atmosphere, to the next intermediate vacuum chamber. It can be set as the structure which is any one or both of a small diameter desolvation pipe | tube and the ion guide arrange | positioned in this intermediate | middle vacuum chamber.
本発明に係る質量分析装置において、調整測定実行手段は、指定されている質量(質量電荷比)毎に、例えば脱溶媒管への印加電圧とイオンガイドへの印加電圧とをそれぞれ独立に適宜の電圧ステップ幅で変化させながら、調整用試料に対する質量分析を実行して信号強度を収集する。例えば、液体試料を移動相の流れを利用してイオン源に導入すると、試料が時間的に若干拡散するため、試料の導入前後に亘る信号強度の時間的変化を示すクロマトグラム(マスクロマトグラム)を、測定対象の質量電荷比毎、及び、印加電圧毎に描くことができる。この場合、そのクロマトグラムのピークの高さや面積を求め、これを信号強度から求まる上記計算値とすることができる。 In the mass spectrometer according to the present invention, the adjustment measurement execution means appropriately sets, for example, an applied voltage to the desolvation tube and an applied voltage to the ion guide for each designated mass (mass-to-charge ratio). The signal intensity is collected by performing mass analysis on the adjustment sample while changing the voltage step width. For example, when a liquid sample is introduced into an ion source using the flow of a mobile phase, the sample diffuses slightly in time, so a chromatogram (mass chromatogram) showing a temporal change in signal intensity before and after the introduction of the sample. Can be drawn for each mass-to-charge ratio to be measured and for each applied voltage. In this case, the height and area of the peak of the chromatogram can be obtained and used as the calculated value obtained from the signal intensity.
データ処理手段は、印加電圧と信号強度又は上記計算値との関係をグラフ化する。通常、このグラフで最大の信号強度又は計算値を与える電圧が最適電圧である。しかしながら、調整用試料の成分濃度などによっては、突発的なノイズの影響等によりクロマトグラムの波形が乱れ、実際には信号強度が小さい筈であるのに誤って大きな信号強度や計算値を示すことがある。本発明に係る質量分析装置では、データ処理手段は、上記グラフが得られるとこれを表示画面上に表示する。 The data processing means graphs the relationship between the applied voltage and the signal intensity or the calculated value. Usually, the voltage that gives the maximum signal strength or calculated value in this graph is the optimum voltage. However, depending on the component concentration of the sample for adjustment, the waveform of the chromatogram may be disturbed due to the effects of sudden noise, etc., and the actual signal strength should be small, but the signal strength or calculated value may be shown erroneously. There is. In the mass spectrometer according to the present invention, the data processing means displays the graph on the display screen when the graph is obtained.
ユーザはこれを見て、例えば印加電圧と信号強度又は計算値との関係が不自然でないか等を判断し、入力手段により、測定対象の質量電荷比毎に、上記グラフ上で最適とみなせる印加電圧を指示する。或いは、最大の信号強度や計算値から自動的に最適な印加電圧が判断されてそれが明示されている場合には、必要に応じて、それを実際に最適であると思われる他の電圧に変更する。分析条件設定手段は、入力手段により指示又は変更された電圧を、例えば脱溶媒管やイオンガイドにおけるその質量電荷比に対する印加電圧として分析条件に設定する。 The user sees this, for example, judges whether the relationship between the applied voltage and the signal intensity or the calculated value is not unnatural, etc. Indicates the voltage. Alternatively, if the optimum applied voltage is automatically determined from the maximum signal strength or calculated value and specified, it can be set to another voltage that is actually considered optimum, if necessary. change. The analysis condition setting means sets the voltage instructed or changed by the input means to the analysis condition as an applied voltage with respect to its mass-to-charge ratio in, for example, a desolvation tube or ion guide.
また、ユーザが、印加電圧と信号強度又は計算値との関係を示すグラフを見ただけでは、その結果に不自然な点や異常があるか否かを判断できない場合もあるが、本発明に係る質量分析装置では、印加電圧を変化させたときのクロマトグラム波形が、最適な電圧条件をユーザが判断するための参考情報として表示されるので、そうした判断が行い易くなる。 Further, the user, simply by looking at the graph showing the relationship between the applied voltage and the signal strength or calculated values, in some cases can not be determined whether the result is unnatural point or abnormality, in the present invention In such a mass spectrometer, since the chromatogram waveform when the applied voltage is changed is displayed as reference information for the user to determine the optimum voltage condition, it is easy to make such a determination.
例えば一般的に、同一の質量電荷比について、印加電圧を変化させて取得した複数のクロマトグラム波形は、ピーク強度等は相違するものの波形全体の形状としては比較的相似したものとなる。したがって、クロマトグラム波形が異常に乱れているような場合には、ノイズが乗っている可能性が高いと判断することができ、またピークトップが潰れたり異常に歪んだりしている場合には、成分濃度が高過ぎる可能性があると判断することができる。 For example, in general, a plurality of chromatogram waveforms obtained by changing the applied voltage with respect to the same mass-to-charge ratio are relatively similar in shape as a whole waveform although peak intensities and the like are different. Therefore, when the chromatogram waveform is abnormally disturbed, it can be determined that there is a high possibility of noise, and when the peak top is crushed or abnormally distorted, It can be determined that the component concentration may be too high.
したがって、本発明に係る質量分析装置では、調整測定実行手段により実行された質量分析の結果に基づいて自動的に、つまりはユーザが関与せずに、脱溶媒管やイオンガイドなどのイオン輸送光学系に印加する電圧が決まってしまうのではなく、ユーザがそれを確認して適切な電圧の指定や変更を簡単に行うことができる。それによって、調整測定の際に用いる試料が理想的でない場合でも、測定対象の質量電荷比毎に、各イオン輸送光学系に対する適切な印加電圧を分析条件の1つとして決めることができる。その結果、高い分析感度を達成することができる。 Therefore, in the mass spectrometer according to the present invention, ion transport optics such as a desolvation tube and an ion guide are automatically or based on the result of mass spectrometry performed by the adjustment measurement execution unit, that is, without involving the user. The voltage to be applied to the system is not determined, but the user can confirm it and easily specify or change an appropriate voltage. Thereby, even when the sample used in the adjustment measurement is not ideal, an appropriate applied voltage to each ion transport optical system can be determined as one of the analysis conditions for each mass-to-charge ratio of the measurement target. As a result, high analytical sensitivity can be achieved.
なお、本発明に係る質量分析装置において、表示画面上に表示されたグラフを見てユーザが判断する幾つかの事象は自動的に検知が可能である。例えば、同一の質量電荷比について、印加電圧を変化させて取得した複数のクロマトグラム波形の類似性(一致度)を数値化し、その数値が或る閾値以下であって類似性が低いと判断されるクロマトグラムが存在する場合には、それを排除して最適電圧を判断することが可能である。こうしたユーザの判断の一部又は全部を代わりに実行するような異常検知手段を設けることで、入力手段によるユーザの関与をなくして全てを自動化したり、或いは、入力手段を残してユーザが関与するにしてもユーザの負担を軽減したりすることができる。 Note that, in the mass spectrometer according to the present invention, several events that the user judges by looking at the graph displayed on the display screen can be automatically detected. For example, for the same mass-to-charge ratio, the similarity (coincidence) of a plurality of chromatogram waveforms obtained by changing the applied voltage is digitized, and it is determined that the numerical value is below a certain threshold and the similarity is low. If there is a chromatogram, the optimum voltage can be determined by eliminating it. By providing an anomaly detection means that executes part or all of the user's judgment instead, the user's involvement by the input means is eliminated, or everything is automated, or the user is involved with leaving the input means. However, it is possible to reduce the burden on the user.
以下、本発明の一実施例である液体クロマトグラフ質量分析装置(LC/MS)について図1〜図7を参照しつつ詳細に説明する。図1は本実施例によるLC/MSの要部の構成図である。 Hereinafter, a liquid chromatograph mass spectrometer (LC / MS) which is an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of the LC / MS according to the present embodiment.
液体クロマトグラフ(LC)部1にあって、送液ポンプ11は移動相容器10に貯留されている移動相を吸引し、略一定流量でインジェクタ12を通してカラム13へと送給する。インジェクタ12により試料が注入されると、移動相の流れに乗って試料はカラム13へと導入され、カラム13を通過する間に試料中の各種成分は分離されて時間的にずれてカラム13の出口から溶出する。カラム13の出口には流路切替用のバルブ14が設けられ、通常の分析時にはカラム13からの溶出液がバルブ14を経て質量分析(MS)部2に導入される。
In the liquid chromatograph (LC)
バルブ14の他方には調整用試料導入部15が接続され、後述するような自動電圧調整時にはバルブ14が切り替えられて調整用試料導入部15からの試料液がMS部2に導入される。但し、調整用試料の導入方法はこれに限らず、例えばインジェクタ12により調整用試料を移動相中に注入しカラム13で成分分離させてもよい。また、インジェクタ12で調整用試料が注入された移動相がカラム13を迂回して流れる迂回流路を設け、この迂回流路を経た移動相がMS部2に導入されるようにしてもよい。
An adjustment
MS部2は、略大気圧雰囲気であるイオン化室20と、図示しない高性能の真空ポンプにより真空排気される高真空雰囲気である分析室28との間に、第1中間真空室23及び第2中間真空室26の2室が設けられた多段差動排気系の構成である。イオン化室20と第1中間真空室23との間は細径の脱溶媒管22で連通し、第1中間真空室23と第2中間真空室26との間はスキマー25の頂部に設けられた極小径の通過孔(オリフィス)を通して連通している。
The
MS部2では、試料成分を含む溶出液はエレクトロスプレイ部21において電荷を付与されながら略大気圧雰囲気にあるイオン化室20中に噴霧され、それにより試料成分がイオン化される。なお、エレクトロスプレイイオン化法でなく、大気圧化学イオン化法など他の大気圧イオン化法を用いてイオン化を行ってもよい。イオン化室20内で生成されたイオンや未だ完全に溶媒が気化していない微細液滴は差圧によって脱溶媒管22中に引き込まれ、加熱された脱溶媒管22中を通過する間にさらに微細液滴からの溶媒の気化が進んでイオンが発生する。
In the
第1中間真空室23内には、イオン光軸Cに直交する面内でイオン光軸Cを取り囲む4枚の電極板が、イオン光軸C方向に複数配列されて成る第1イオンガイド24が設けられている。イオンはこの第1イオンガイド24で収束されてオリフィスを通過し、第2中間真空室26に入る。第2中間真空室26内にはイオン光軸Cを取り囲むように配置された8本のロッド電極から成る第2イオンガイド27が設けられ、イオンは第2イオンガイド27により収束されて分析室28に送り込まれる。分析室28内には、4本のロッド電極から成る四重極質量フィルタ30とその前段にあってイオン光軸C方向に短い4本のロッド電極から成るプリロッド電極29とが配設されている。各種イオンの中で特定の質量電荷比を有するイオンのみが四重極質量フィルタ30を通り抜けてイオン検出器31に到達する。
In the first
イオン検出器31による検出信号はデータ処理部37に入力され、例えばマススペクトル、マスクロマトグラム、トータルイオンクロマトグラムの作成などの各種のデータ処理が実行される。分析制御部38は中央制御部39からの指示に基づいてLC/MS分析を実行するために、後述する電源部32〜36などを含めてLC部1及びMS部2の各部の動作を制御する。中央制御部39にはユーザインターフェースとしての入力部40、表示部41、プリンタ42が接続されており、入力部40によるオペレータの操作を受けて分析のための各種の指令を分析制御部38やデータ処理部37に出力するとともに、マススペクトル等の分析結果を表示部41、プリンタ42に出力する。なお、中央制御部39、分析制御部38、及びデータ処理部37の大部分は所定の制御/処理ソフトウエアを搭載したパーソナルコンピュータにより具現化することができる。
A detection signal from the
四重極質量フィルタ30の各ロッド電極には、第5電源部36から高周波電圧と直流電圧とを重畳した電圧に、さらに所定の直流バイアス電圧が加算された電圧V5が印加され、この高周波電圧と直流電圧とに応じて通り抜け得る質量電荷比が決まる。また、脱溶媒管22には第1電源部32から所定の直流バイアス電圧V1が印加され、第1イオンガイド24には第2電源部33から所定の高周波電圧に直流バイアス電圧を加算した電圧V2が印加され、第2イオンガイド27には第3電源部34から所定の高周波電圧に直流バイアス電圧を加算した電圧V3が印加される。さらにまた、プリロッド電極29には、第4電源部35から高周波電圧と直流電圧とを重畳した電圧に、さらに所定の直流バイアス電圧が加算された電圧V4が印加される。なお、実際にはそれ以外にスキマー25などにも直流バイアス電圧が印加されるが、記載が煩雑になるのを避けるため、ここでは代表的なもののみ記載している。
Each rod electrode of the
いま、ここでは、イオン化室20から第2中間真空室26に入射するまでのイオンの輸送効率に着目すると、イオンの輸送効率をできるだけ高くするには、第1電源部32から脱溶媒管22に印加される直流バイアス電圧V1と第2電源部33から第2イオンガイド24に印加される直流バイアス電圧とを、通過するイオンの質量電荷比に応じて適切に設定することが重要である。そのために、本実施例のLC/MSは特徴的な自動電圧調整機能を有している。次に、この自動電圧調整を実行する際の動作を説明する。
Here, paying attention to the transport efficiency of ions from the
図2は自動電圧調整実行時の処理・制御手順を示すフローチャートである。まずオペレータは入力部40により所定操作を行い、SIM(選択イオンモニタリング)測定の分析条件と電圧調整実行条件とを入力設定する(ステップS1)。SIM測定分析条件とは、例えばSIM測定の対象となる1乃至複数のm/z値(質量電荷比)、装置各部の温度、などであり、これは目的試料の測定時の条件である。
FIG. 2 is a flowchart showing a processing / control procedure when automatic voltage adjustment is executed. First, the operator performs a predetermined operation using the
一方、電圧調整実行条件の設定を行うには、まず入力部40で所定操作を行い、図3に示す電圧調整実行設定ウインドウ50を表示部41の画面上に表示させる。そして、電圧最適化を行う対象(イオン輸送光学系)の種類、電圧値の調整範囲と電圧ステップ数、最適値を判断するために使用するデータの種類、などをそれぞれ設定する。この図3に示す例では、最適化の対象は、Qアレイ(第1イオンガイド24)へ印加される直流電圧であり、電圧値の調整範囲は0〜80[V]であり、電圧ステップ数は5であり、最適値の計算にはクロマトグラムピークの高さ又は面積を使用する。
On the other hand, in order to set the voltage adjustment execution condition, first, a predetermined operation is performed by the
この電圧調整実行設定ウインドウ50において必要な条件、パラメータを設定した後にオペレータが「開始」ボタン51をクリック操作すると、中央制御部39はこれを受けて電圧最適化のための電圧調整動作を開始する(ステップS2)。まず、上記のように入力設定された各種条件やパラメータに基づいて、分析を実行するための分析メソッドファイルを作成し(ステップS3)、分析制御部38はそのメソッドファイルに従って実際の測定を実行する(ステップS4)。
When the operator clicks the “start”
いま説明を簡単にするために、第2イオンガイド24へ印加する直流電圧を0〜50[V]の範囲で10[V]ステップで変化させる場合を考え、SIM測定の対象のm/z値がM1、M2、M3の3つであるとする。この場合、まずm/z=M1に対し、V1=0、10、20、30、40、50[V]と順に変化させて、それぞれ調整用試料導入部15に用意された試料の測定を実行し、その後、m/z値をM2、M3と順に変更して同様に上記各印加電圧に対する測定を実行する。或いは、印加電圧をV1=0に固定した状態で、m/z=M1→M2→M3と順に変更して測定を行い、その測定終了後にV1=10[V]に変更して同様の測定を繰り返す、ようにしてもよい。いずれにしても、設定された全てのm/z値と印加電圧との組合せについて、同一の調整用試料に対する測定を実行すればよい。
In order to simplify the explanation, consider the case where the DC voltage applied to the
調整用試料導入部15からはユーザによりセットされた調整用の目的試料が移動相に乗ってMS部2に導入され、データ処理部37はイオン検出器31からの検出信号に基づいて、着目するm/z値における信号強度の時間的変化を示すマスクロマトグラムを作成する。そして、そのクロマトグラムに対しピーク検出を行い、例えばピークの面積値を計算する。この面積値が本発明における計算値である。各m/z値及び各印加電圧毎にマスクロマトグラムが求まり、それぞれ面積値が得られるから、同一のm/z値に対し電圧値を変えて得られる面積値を比較し、最も大きな面積値を与える印加電圧を仮の最適電圧値と定める(ステップS5)。
The adjustment target sample set by the user is introduced from the adjustment
次いで、データ処理部37はm/z値毎に、横軸を電圧値、縦軸をピーク面積値とした電圧−強度対応グラフ61を作成し、このグラフ61を含む、図4に示すような最適化結果ウインドウ60を表示部41の画面上に表示する(ステップS6)。この最適化結果ウインドウ60には、各電圧値に対して得られたクロマトグラム62も含まれる。また、前述のように自動的に定められた最適電圧値(この場合には40.0V)も同ウインドウ60内に表示されている(符号63の部分)。オペレータはこの画面で電圧−強度対応グラフや各電圧におけるクロマトグラム形状などを確認し、自動的に実施された最適電圧値の設定が妥当であるか否かを判断する。例えば図4に示す結果である場合、電圧−強度対応グラフ61のカーブを見ると、最適電圧値40Vをピークとしてそれよりも低電圧側、高電圧側のいずれでも面積値は裾状に広がっている。また、クロマトグラム62の波形形状は殆ど乱れがなく、電圧値に依らず比較的相似している。こうしたことから、自動的に設定された最適電圧値は妥当であると判断できる。
Next, for each m / z value, the
例えば突発的なノイズが発生した場合の最適化結果の一例を図5に示す。この場合、電圧−強度対応グラフ61には2つのピークが存在しており不自然である。また、最適電圧値として自動的に10[V]が設定されているが、その電圧値に対応したクロマトグラム62’の波形には、そのほかの電圧値の場合とは異なる明らかな乱れが見られる。こうしたことから、この最適電圧値は異常である可能性が高いと推測でき、40[V]が最適電圧値であるとオペレータが判断すると、グラフ61’上でその最適電圧値に対するピークトップ付近を入力部40によりダブルクリックする。中央制御部39はこの操作を受けると最適設定値の変更であると認識し、自動的に設定された仮の最適電圧値を変更する(ステップS7)。
For example, FIG. 5 shows an example of the optimization result when sudden noise occurs. In this case, the voltage-
ステップS7における変更の有無に拘わらず、オペレータが「メソッドに適用」ボタン64をクリック操作すると、中央制御部39はこの操作を受けてその時点で定められている最適電圧値を確定し、これをSIM測定の分析条件に反映させる(ステップS8)。これにより、指定されたm/z値における第1イオンガイド24の直流電圧の条件が決まる。また、それ以外のm/z値についても同様の操作で自動的に設定された最適電圧値が適切であるか否かを判断し、必要に応じて変更することができる。
Regardless of whether or not there is a change in step S7, when the operator clicks the “apply to method”
さらに、このときオペレータが「印刷」ボタン65をクリック操作すると、この操作を受けた中央制御部39はプリンタ42より図7に示すような、m/z値と最適電圧値の情報が掲載された結果を出力する。これにより、例えばオペレータがm/z値を変更した際に用いた電圧−強度対応グラフなどを紙の記録として残すことができる。もちろん、こうした情報を電子ファイルの形式で任意の記憶装置に保存しておくこともできる。
Further, when the operator clicks the “print”
さらにまた、他のイオン輸送光学系、例えば脱溶媒管22への印加電圧も同様の手順で決めることができる。なお、この自動調整に引き続いて目的試料の測定を実行するようにスケジュールが組まれている場合には、上記SIM測定条件に従って自動的に測定を開始すればよい。
Furthermore, the voltage applied to another ion transport optical system, for example, the
上記のように最適化結果を表示してオペレータに確認を求めることは、次のような場合にも有用である。図6に示すような最適化結果ウインドウ60が表示された場合、電圧−強度対応グラフ61''を見ると、調整範囲の最大電圧が最適電圧値となっていることが直ぐに分かる。これは、初めの最適化条件の設定が適切でなく、そこで設定した調整範囲を逸脱したところに最適電圧値がある可能性を示している。したがって、この段階で最適電圧値を決めることは望ましくなく、オペレータは最適化条件を変更して再度調整を行うことを選択することができる。
Displaying the optimization result and requesting confirmation from the operator as described above is also useful in the following cases. When the
上記実施例では、あくまでもオペレータが異常を判断して最適電圧値を変更するようにしていたが、これを自動化することができれば、オペレータの負担を軽減できるとともにオペレータの経験や熟練度などの影響を受けずに適切な電圧条件を決めることができる。例えば、電圧−強度対応グラフや各電圧におけるマスクロマトグラムに基づいた次のようなデータ処理により、自動的に設定された最適電圧値が適切でない可能性が高いと判断することができる。 In the above embodiment, the operator determines the abnormality and changes the optimum voltage value, but if this can be automated, the burden on the operator can be reduced and the operator's experience and skill level can be affected. Appropriate voltage conditions can be determined without receiving. For example, it can be determined that there is a high possibility that the automatically set optimum voltage value is not appropriate by the following data processing based on the voltage-intensity correspondence graph and the mass chromatogram at each voltage.
即ち、上述したように電圧−強度対応グラフは、或る電圧値においてピークトップが出現し、それよりも低電圧側及び高電圧側ではほぼ一様に強度が下がる形状、又は、ほぼ平坦なピークトップが或る電圧範囲に亘って続く形状、などとなることが想定される。例えば図5に示すように明瞭に2つのピークが現れる場合や図6に示すように一様増加又は一様減少のみとなる場合には、異常である可能性が高いと判断できる。そこで、こうした判断を自動的に行うことにより、明らかに異常であると判断できる電圧値についての情報を除去して最適電圧値を判定したり、或いは異常である可能性が高いと推定される情報を例えば異なる表示色等で明示してオペレータの注意を喚起したりすることができる。 That is, as described above, in the voltage-intensity correspondence graph, a peak top appears at a certain voltage value, and the intensity decreases substantially uniformly on the low voltage side and the high voltage side, or a substantially flat peak. It is envisaged that the top will have a shape that continues over a voltage range, etc. For example, when two peaks appear clearly as shown in FIG. 5 or when there is only a uniform increase or a uniform decrease as shown in FIG. 6, it can be determined that there is a high possibility of abnormality. Therefore, by automatically making such a determination, information on the voltage value that can be clearly determined to be abnormal is removed and the optimum voltage value is determined, or information that is highly likely to be abnormal For example, it is possible to call the operator's attention by specifying the different display colors or the like.
また、一般的に、電圧値を変化させたときに得られるクロマトグラムのピーク波形は図4に示すように相似している。そこで拡大・縮小、歪み補正などの波形処理を行って、波形形状の類似度を示す指標値を計算し、その指標値が或る閾値以下である場合に、そのクロマトグラム取得時の測定が異常であると判断する。こうした処理により、例えば図5に示す電圧10[V]でのクロマトグラムは異常であると判断できる。したがって、この情報を除き、他の電圧値における面積値のみを用いて最適電圧値を設定することで、ノイズ等の影響を排除することが可能である。 In general, the peak waveforms of chromatograms obtained when the voltage value is changed are similar as shown in FIG. Therefore, waveform processing such as enlargement / reduction, distortion correction, etc. is performed to calculate an index value indicating the similarity of the waveform shape. If the index value is below a certain threshold, the measurement at the time of acquiring the chromatogram is abnormal. It is judged that. By such processing, for example, it can be determined that the chromatogram at a voltage of 10 [V] shown in FIG. 5 is abnormal. Therefore, except for this information, it is possible to eliminate the influence of noise and the like by setting the optimum voltage value using only the area values at other voltage values.
なお、上記実施例は本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜変形や修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。 It should be noted that the above embodiment is merely an example of the present invention, and it should be understood that modifications, corrections, and additions may be made as appropriate within the scope of the present invention and included in the scope of the claims of the present application.
1…液体クロマトグラフ(LC)部
10…移動相容器
11…送液ポンプ
12…インジェクタ
13…カラム
14…バルブ
15…調整用試料導入部
2…質量分析(MS)部
20…イオン化室
21…エレクトロスプレイ部
22…脱溶媒管
23…第1中間真空室
24…第1イオンガイド
25…スキマー
26…第2中間真空室
27…第2イオンガイド
28…分析室
29…プリロッド電極
30…四重極質量フィルタ
31…イオン検出器
32〜36…電源部
37…データ処理部
38…分析制御部
39…中央制御部
40…入力部
41…表示部
42…プリンタ
50…電圧調整実行設定ウインドウ
60…最適化結果ウインドウ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
a)所定の調整用試料に対する質量分析を実行し、1乃至複数の測定対象の質量電荷比毎に、前記複数のイオン輸送光学系の少なくとも1つに印加する電圧を複数段階に変化させたときの前記検出器による信号強度を取得する調整測定実行手段と、
b)前記調整測定実行手段により得られた測定結果に基づき、前記イオン輸送光学系に印加する電圧と信号強度又は該信号強度から求まる計算値との関係を測定対象の質量電荷比毎に求めて、表示画面上に電圧と信号強度又は計算値とを二軸とするグラフとして表示するとともに、測定対象の質量電荷比毎に前記少なくとも1つのイオン輸送光学系への印加電圧を複数段階に変化させたときの、その全ての印加電圧における、試料が前記大気圧イオン源に導入される時点の前後に亘る信号強度の時間的変化を示すクロマトグラムをそれぞれ作成し、その複数のクロマトグラムの波形を、最適な電圧条件をユーザが判断するための参考情報として、前記グラフとともに表示画面上に表示するデータ処理手段と、
c)ユーザが、測定対象の質量電荷比毎に、前記複数のクロマトグラムとともに表示された前記グラフ上で最適とみなせる印加電圧を指示操作することにより電圧値を指示するための、又は前記信号強度若しくは前記計算値から自動的に判断された最適な印加電圧の電圧値を変更するための入力手段と、
d)前記入力手段により指示又は変更された電圧を、前記少なくとも1つのイオン輸送光学系におけるその質量電荷比に対する印加電圧として分析条件に設定する分析条件設定手段と、
を備えることを特徴とする質量分析装置。 An atmospheric pressure ion source that ionizes components in a liquid sample under a substantially atmospheric pressure atmosphere, a mass separator that is disposed in a high vacuum atmosphere and separates ions according to a mass-to-charge ratio, and the mass separation In a mass spectrometer comprising: a detector that detects ions separated by a detector; and a plurality of ion transport optical systems that transport ions from the atmospheric pressure ion source to the mass separator.
a) When mass analysis is performed on a predetermined adjustment sample, and the voltage applied to at least one of the plurality of ion transport optical systems is changed in a plurality of stages for each mass to charge ratio of one to a plurality of measurement objects Adjustment measurement execution means for acquiring the signal intensity by the detector;
b) Based on the measurement result obtained by the adjustment measurement execution means, the relationship between the voltage applied to the ion transport optical system and the signal intensity or the calculated value obtained from the signal intensity is obtained for each mass-to-charge ratio of the measurement object. In addition to displaying the voltage and the signal intensity or the calculated value on the display screen as a graph with two axes, the voltage applied to the at least one ion transport optical system is changed in multiple stages for each mass-to-charge ratio of the measurement object. Each of the applied voltages, a chromatogram showing the temporal change in signal intensity before and after the sample is introduced into the atmospheric pressure ion source is created, and the waveforms of the plurality of chromatograms are generated. Data processing means for displaying on the display screen together with the graph as reference information for the user to determine the optimum voltage condition ;
c) For the user to instruct a voltage value by instructing an applied voltage that can be regarded as optimum on the graph displayed together with the plurality of chromatograms for each mass-to-charge ratio to be measured, or for the signal intensity Or input means for changing the voltage value of the optimum applied voltage automatically determined from the calculated value;
d) Analysis condition setting means for setting the voltage indicated or changed by the input means as analysis voltage as an applied voltage to the mass-to-charge ratio in the at least one ion transport optical system;
A mass spectrometer comprising:
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