JP7105049B2 - Mass spectrometry data processing device and mass spectrometry data processing method - Google Patents
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Description
本発明は、クロマトグラフで分離した試料成分を順次に質量分析して得た質量分析データを処理する質量分析データ処理装置、及び質量分析データ処理方法に関する。 The present invention relates to a mass spectrometry data processing apparatus and a mass spectrometry data processing method for processing mass spectrometry data obtained by sequentially performing mass spectrometry on sample components separated by chromatography.
クロマトグラフ質量分析は、クロマトグラフィー法を用いて時間的に分離した成分を順次にイオン化し、さらに質量分析器によってイオンを質量電荷比[m/z]に応じて分離して検出器で検出する分析方法であり、既知の成分の定量分析、及び未知の成分の定性分析が可能である。このような分析を行う質量分析装置は、経過時間(保持時間)に伴ってクロマトグラフが検出した各成分のマススペクトル(質量スペクトル)をデータ処理するためのデータ処理装置を備えている。 In chromatographic mass spectrometry, the chromatographic method is used to sequentially ionize the components separated in time, and the ions are separated according to the mass-to-charge ratio [m/z] by a mass spectrometer and detected by a detector. It is an analytical method that allows quantitative analysis of known components and qualitative analysis of unknown components. A mass spectrometer that performs such analysis is equipped with a data processing device for data processing of the mass spectrum (mass spectrum) of each component detected by the chromatograph along with the elapsed time (retention time).
このデータ処理装置は、例えば定性分析であれば、未知の成分のイオンの総量にあたる信号強度を保持時間に伴ってプロットした全イオン電流クロマトグラム(Total Ion Current Chromatogram:以下、TICCと記す)を作成する。そして、TICC上のピークサーチによって得たクロマトグラムのピーク位置におけるマススペクトルを抽出し、このマススペクトルをライブラリと比較することによって、クロマトグラムのピークの試料成分を同定する。 For example, in the case of qualitative analysis, this data processing device creates a total ion current chromatogram (total ion current chromatogram: hereinafter referred to as TICC) in which the signal intensity corresponding to the total amount of ions of an unknown component is plotted with retention time. do. Then, the mass spectrum at the peak position of the chromatogram obtained by peak search on TICC is extracted, and the sample component of the chromatogram peak is identified by comparing this mass spectrum with the library.
一方、定量分析であれば、データ処理装置は、既知の成分のイオンの信号強度を保持時間に伴ってプロットしたクロマトグラムを作成し、このクロマトグラムから求めた化合物ピーク面積と検量線から濃度を算出し、既知の成分を定量する。 On the other hand, in the case of quantitative analysis, the data processor creates a chromatogram that plots the signal intensity of ions of known components against retention time, and calculates the concentration from the compound peak area obtained from this chromatogram and the calibration curve. Calculate and quantify known components.
特許文献1には、同定対象であるターゲットイオンが出現していないときにはその同定イオンの検出自体を実行しないことにより、ターゲットイオンや必要な同定イオンのモニタ時間を従来よりも長く確保する技術が開示されている。
しかし、従来の質量分析装置が持つ、同定対象の化合物のピーク位置を表示部上に表示する機能だけでは、同定対象の化合物が検出されたか否かを直ちに判定することができなかった。このため、従来の質量分析装置が持つ機能を用いた場合、質量分析装置とは別の定性分析ソフトを起動し、検出された試料成分を確認する作業を行う必要があり、オペレーターに負担がかかっていた。 However, it was not possible to immediately determine whether or not the compound to be identified was detected only by the function of displaying the peak position of the compound to be identified on the display unit, which the conventional mass spectrometer has. For this reason, when using the functions of conventional mass spectrometers, it is necessary to start qualitative analysis software separate from the mass spectrometer and perform work to confirm the detected sample components, which places a burden on the operator. was
また、従来の質量分析装置が持つ、クロマトグラムのピークが検出されるたびにリアルタイムにNIST(National Institute of Standards and Technology)ライブラリとの照合を行う機能では、分析後の結果は表示部上に残らなかったので、簡易に分析結果を得ることができなかった。 In addition, the function of matching with the National Institute of Standards and Technology (NIST) library in real time each time a chromatogram peak is detected, which is a feature of conventional mass spectrometers, does not leave the results after analysis on the display. Therefore, it was not possible to easily obtain analytical results.
また、特許文献1に開示された技術では、ターゲットイオン(定量イオン)が検出されなければ、同定イオン(参照イオン)の検出が行われない。このため、ターゲットイオン(定量イオン)と同定イオン(参照イオン)を同時に検出することができず、同定対象の化合物を同定するまで時間がかかっていた。
Further, in the technique disclosed in
本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、試料成分の分析結果を速やかに得られるようにすることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to quickly obtain analysis results of sample components.
本発明に係る質量分析データ処理装置は、クロマトグラフによって保持時間に応じて分離した試料成分を順次質量分析して得られたデータに基づいて、試料成分の同定を行うための質量分析データ処理装置であって、予め設定された同定条件の時間幅にて、質量分析によって得られたデータから整数質量の各質量電荷比に対応するクロマトグラムを作成するクロマトグラム作成部と、同定条件に基づいて、クロマトグラムから求められる実測された試料成分が同定対象の目的化合物であるか否かを同定するための同定処理を、試料成分がクロマトグラフにより分離されて質量分析されるタイミングに合わせてリアルタイムで行う同定部と、同定処理による目的化合物の検出の有無を示す同定結果を表示するための画像データを作成する画像データ作成部を備える。
さらに、本発明に係る質量分析データ処理装置は、画像データに基づいて、同定部による目的化合物のピーク検出時間範囲の計算後に、同定対象の化合物に対応する保持時間を中心とした所定時間幅の領域に、クロマトグラムのピークから抽出したスペクトルのピーク検出位置を表示する同定対象の目的化合物毎の化合物ピーク出現予測領域を含む第1の検出結果表示画面を表示し、この第1の検出結果表示画面の表示後に、同定部により同定対象の化合物が目的化合物に対応する保持時間を中心とした所定時間幅内で検出された場合は、同定対象の目的化合物の抽出したスペクトルのピーク検出位置を示した目的化合物の化合物ピーク出現予測領域を含む第2の検出結果表示画面を表示する表示部と、を備え、画像データ作成部により作成された画像データは、第1の検出結果表示画面及び第2の検出結果表示画面を表示部に表示するものである。
A mass spectrometry data processing apparatus according to the present invention is a mass spectrometry data processing apparatus for identifying sample components based on data obtained by sequential mass spectrometry of sample components separated according to retention times by a chromatograph. A chromatogram creation unit that creates a chromatogram corresponding to each mass-to-charge ratio of an integer mass from data obtained by mass spectrometry in a time width of a preset identification condition, and based on the identification condition , Identification processing for identifying whether or not the actually measured sample components obtained from the chromatogram are the target compounds to be identified is performed in real time according to the timing of the sample components being separated by the chromatograph and subjected to mass spectrometry. and an image data creation unit for creating image data for displaying the identification result indicating whether or not the target compound is detected by the identification processing.
Further, in the mass spectrometry data processing apparatus according to the present invention, after calculation of the peak detection time range of the target compound by the identification unit based on the image data, a predetermined time width centered on the retention time corresponding to the compound to be identified Displaying a first detection result display screen including a compound peak appearance prediction region for each target compound to be identified displaying the peak detection position of the spectrum extracted from the chromatogram peak in the region, and displaying the first detection result display. After the screen is displayed, if the identification unit detects the compound to be identified within a predetermined time span around the retention time corresponding to the target compound, the peak detection position of the extracted spectrum of the target compound to be identified is displayed. and a display unit for displaying a second detection result display screen including the expected compound peak appearance region of the target compound, wherein the image data created by the image data creation unit is displayed on the first detection result display screen and the second detection result display screen. is displayed on the display unit.
本発明によれば、クロマトグラムに基づいて試料成分が同定対象の化合物と同定されると、同定結果が表示部に表示されるため、例えば、オペレーターは、目的とする同定対象の化合物が同定されたか否かを速やかに把握することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, when the sample component is identified as the compound to be identified based on the chromatogram, the identification result is displayed on the display unit. It is possible to quickly grasp whether or not
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
以下、本発明を実施するための形態例について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。 Embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, constituent elements having substantially the same function or configuration are denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description.
[第1の実施の形態]
<質量分析装置>
図1は、第1の実施の形態の質量分析装置の概略を示す構成図である。図1に示す第1の実施の形態に係る質量分析装置1は、クロマトグラフで分離した試料成分を順次に質量分析するものであって、試料分離部101及び質量分析部102と共に、第1の実施の形態の質量分析データ処理装置1aを備えている。以下、これらの構成要素の詳細を説明する。
[First embodiment]
<Mass spectrometer>
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a mass spectrometer according to a first embodiment. The
<試料分離部>
試料分離部101は、分析対象となる混合物試料を成分毎に分離するクロマトグラフの一例である。この試料分離部101は、分析対象となる混合物試料を導入するための試料導入部101aと、試料導入部101aから導入された試料を成分毎に分離するためのカラム101bとを備えている。カラム101bは、試料導入部101aから導入された試料を通過させる固定相が充填されたものである。固定相を通過する速度に応じて時間的に分離された成分は、各成分に固有の保持時間[RT:Retention Time]で質量分析部102に供給される。
<Sample separation unit>
The
試料分離部101として、例えば、ガスクロマトグラフが用いられるが、これに限定されることはなく液体クロマトグラフや他のクロマトグラフであってもよい。
As the
<質量分析部>
質量分析部102は、試料分離部101で分離され、時間差を持って供給される各成分を順次にイオン化し、イオン化した各成分のイオンをさらに質量電荷比[m/z]に応じて分離して検出する。このような質量分析部102は、イオン化部102aと質量分離部102bと検出器102cとを備えている。
<Mass spectrometer>
The
イオン化部102aは、試料分離部101から供給された成分を、順次にイオン化する。このイオン化部102aでは、試料分離部101から供給された成分の分子イオンと、分子イオンが開裂した複数のフラグメントイオンとが生成される。
The
質量分離部102bは、イオン化部102aから供給された各イオンを質量電荷比[m/z]毎に分離し、特定の質量電荷比[m/z]のイオンのみを通過させ検出器102cに到達させる。この質量分離部102bにおいては、検出器102cに到達させるイオンの質量電荷比[m/z]をスキャンさせることにより、各イオンを質量電荷比[m/z]毎に順次に検出器102cに到達させる処理が一定時間ごとに繰り返し行われる。このような質量分離部102bは、イオン化部102aとの組み合わせによって適宜の方式のものが用いられる。
The
検出器102cは、質量分離部102bにおいて質量電荷比[m/z]に応じて分離されたイオンの信号強度[I]を検出する。そして、検出器102cは、得られた信号強度[I]を質量電荷比[m/z]のスキャンに対応させて取り出すことにより、マススペクトル信号を各スキャン毎に得る。検出器102cが得たマススペクトル信号は、質量分析データ処理装置1aに供給される。
The
<質量分析データ処理装置>
質量分析データ処理装置1aは、試料分離部101によって保持時間に応じて分離した試料成分を順次質量分析して得られたデータに基づいて、試料成分の同定を行う。このため、質量分析データ処理装置1aは、検出器102cで検出されたマススペクトル信号を保持時間[RT]に関連付けたデータを記憶部11に記憶し、このデータに基づいて、分析対象となる試料の定性分析を実施する。
<Mass spectrometry data processor>
The mass spectrometry
このような質量分析データ処理装置1aは、入出力制御部10、記憶部11、マススペクトル抽出部12、クロマトグラム作成部13、同定部14、画像データ作成部15、操作部16、及び表示部17を備えている。
Such a mass spectrometry
入出力制御部10は、予め設定されたプログラム、及びオペレーターによる操作部16からの操作にしたがって、他の各部における動作のタイミングを制御し、これによって質量分析データ処理を実行する。この入出力制御部10は、質量分析データ処理装置1aを構成する他の各部と、質量分析部102の検出器102cとに接続されている。
The input/
上述したように記憶部11には、検出器102cで検出されたマススペクトル信号を保持時間[RT]に関連付けたデータが記憶される。
As described above, the
図2は、質量分析データ処理装置に記憶されるデータの構成例を示す説明図である。図2に示すように、入出力制御部10には、前述した繰り返しスキャン毎に検出器102cで検出されたマススペクトル信号が、保持時間[RT]にしたがって順に入力される。そして、記憶部11には、以降に説明するクロマトグラム作成部13で作成された質量電荷比[m/z]毎のクロマトグラムが記憶される。ここで、図2に破線で示すように、保持時間[RT]に対する特定質量電荷比のイオンの信号強度[I]のグラフをマスクロマトグラムと呼ぶ。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration example of data stored in the mass spectrometry data processing device. As shown in FIG. 2, the input/
クロマトグラムは、保持時間[RT]に対して設定された保持時間範囲[Tw]中の所定の抽出時間位置[tp]にピークを有する。そして、抽出時間位置[tp]の周辺にノイズ抽出時間位置[tn]が設定される。ノイズ抽出時間位置[tn]は、抽出時間位置[tp]のピーク高さからノイズ高さを差し引くために設定される。例えば、ノイズ抽出時間位置[tn]は、抽出時間位置[tp]にピークトップを有するピークの裾付近、すなわちベースラインの端部に設定される。ただし、ノイズ抽出時間位置[tn]は、ベースラインの端部に限定されることはなく、質量分析装置1のオペレーターによって様々な位置が選択可能である。
The chromatogram has a peak at a predetermined extraction time position [tp] within the retention time range [Tw] set for the retention time [RT]. A noise extraction time position [tn] is set around the extraction time position [tp]. The noise extraction time position [tn] is set to subtract the noise height from the peak height of the extraction time position [tp]. For example, the noise extraction time position [tn] is set near the bottom of the peak having the peak top at the extraction time position [tp], that is, at the edge of the baseline. However, the noise extraction time position [tn] is not limited to the edge of the baseline, and various positions can be selected by the operator of the
さらに、記憶部11には、既知の物質のマススペクトルを化合物名及び構造式と紐づけたデータが、ライブラリとして格納されている。図3は、マススペクトルの一例を示す図である。このデータは、NISTライブラリに格納されているデータと同じものとしてよい。
Further, the
マススペクトル抽出部12は、記憶部11に記憶されているデータに基づいて、検出器102cで検出された信号強度[I]を保持時間[RT]毎に積算した全イオン電流クロマトグラムを作成する(図2参照)。
Based on the data stored in the
そして、マススペクトル抽出部12は、TICCを作成すると、このTICCに基づいて、通常の自動ピーク検出(いわゆるピークサーチ)プログラムに従って、TICCに基づく一連のスペクトル抽出を実施する。このような自動ピーク検出においては、信号強度[I]のノイズ成分除去も自動的に実施される。ノイズ成分除去は、典型的には、TICC上の各ピーク位置に出現している各質量電荷比[m/z]のピークトップの信号強度[I]から、ピークトップの左右の裾位置の信号強度[I]を平均化した値をバックグラウンドとして差し引くことによって実施される。ノイズ成分除去の具体的な例は、後述する図4と図5にて説明する。マススペクトル抽出部12は、このような自動ピーク検出によって、TICC上の各ピークに該当する保持時間[RT]毎のマススペクトルを抽出する。
After creating the TICC, the mass
また、クロマトグラム作成部13は、例えば操作部16からの入力によって設定された所定の保持時間範囲[Tw]にて、記憶部11に記憶されたデータに基づいて、整数質量の各質量電荷比[m/z]に対応するクロマトグラムを作成する(図2参照)。なお、図2においては、説明のために4箇所の質量電荷比[m/z]に対応する4つのクロマトグラムのみを破線で示した。
Further, the chromatogram creation unit 13, for example, in a predetermined retention time range [Tw] set by input from the
同定部14は、予め設定された同定条件に基づいて、クロマトグラムから求められる実測された試料成分が同定対象の化合物であることを同定するための同定処理を行う。本実施の形態に係る同定部14は、後述する複数の同定処理(第1~第3同定処理)を併用して試料成分を同定することが可能である。そして、同定部14は、試料分離部101により試料成分が質量分析されるタイミングに合わせて、リアルタイムに同定処理を行う。また、同定部14は、試料分離部101により試料成分が質量分析された後、質量分析とは異なるタイミングで同定処理を行うことも可能である。
The
画像データ作成部15は、マススペクトル抽出部12、クロマトグラム作成部13で作成された各データ、同定部14での同定結果を表示部17に表示するための画像データを作成する。画像データの詳細は、以降の質量分析データ処理方法において説明する。
The image
操作部16は、質量分析データ処理装置1aにおいて実行するデータ処理に関する各種設定を入力する。データ処理に関する各種設定とは、例えばクロマトグラム作成部13においてクロマトグラムを作成する保持時間範囲[Tw]の設定等である。この操作部16は、例えばキーボード、マウス、又は表示部17と一体形成されたタッチパネル式の操作部であってもよい。
The
表示部17は、画像データ作成部15で作成された画像データに基づいて画像を表示する。表示部17に表示される画像として、例えば、後述する図7に示す検出結果表示画面20がある。
The
<マススペクトル抽出方法>
本実施の形態においてクロマトグラムのピークからマススペクトルを抽出する方法は問わないが、以下に抽出方法の一例を説明する。
図4と図5は、クロマトグラムのピークからマススペクトルを抽出する方法の例を示す説明図である。
<Mass spectrum extraction method>
Although any method of extracting a mass spectrum from a chromatogram peak can be used in this embodiment, an example of the extraction method will be described below.
4 and 5 are explanatory diagrams showing an example of a method for extracting mass spectra from chromatogram peaks.
図4Aは、TICC上で検出されたピークの例を示す説明図である。図4Aの横軸は保持時間[RT]であり、縦軸は信号強度[I]である。TICCで検出されたピークは、例えば、図4Aに示すように表示される。ここで、保持時間[RT]が「11.2」であるピークの中央を中央位置Bと呼び、中央位置Bの左側の裾位置を裾位置Aと呼び、中央位置Bの右側の裾位置を裾位置Cと呼ぶ。 FIG. 4A is an explanatory diagram showing an example of peaks detected on TICC. The horizontal axis of FIG. 4A is retention time [RT], and the vertical axis is signal intensity [I]. Peaks detected by TICC are displayed, for example, as shown in FIG. 4A. Here, the center of the peak where the retention time [RT] is "11.2" is called the center position B, the left tail position of the center position B is called the tail position A, and the right tail position of the center position B is called It is called a hem position C.
試料分離部101及び質量分析部102の内部においては、試料以外の成分(質量分析装置1が置かれている部屋の空気成分、ゴムパッキンの成分、水分の成分)等がイオン化部102aに到達する場合がある。これらの成分がイオン化部102aにてイオン化されるとバックグラウンドイオンとしてピークが検出されてしまう。このため、クロマトグラムのピークからマススペクトルから抽出する際には、バックグラウンドイオンの影響を除く必要がある。
Inside the
図4Bは、図4Aの中央位置B(ピークトップ位置)のマススペクトルの例を示す説明図である。
図5Cは、図4Aの裾位置A(ピークの裾の左側の位置)のマススペクトルの例を示す説明図である。
図5Dは、図4Aの裾位置C(ピークの裾の右側の位置)のマススペクトルの例を示す説明図である。
図5Eは、図4AのTICCのピークから抽出したマススペクトルの例を示す説明図である。図4B~図5Eの横軸は質量電荷比[m/z]であり、縦軸は信号強度[I]である。
FIG. 4B is an explanatory diagram showing an example of a mass spectrum at center position B (peak top position) in FIG. 4A.
FIG. 5C is an explanatory diagram showing an example of the mass spectrum at tail position A (position on the left side of the tail of the peak) in FIG. 4A.
FIG. 5D is an explanatory diagram showing an example of the mass spectrum at tail position C (position on the right side of the tail of the peak) in FIG. 4A.
FIG. 5E is an explanatory diagram showing an example of a mass spectrum extracted from the TICC peak in FIG. 4A. The horizontal axis of FIGS. 4B to 5E is the mass-to-charge ratio [m/z], and the vertical axis is the signal intensity [I].
図4Bには、質量電荷比[m/z]が最も大きい「129」のピークをベースピークとし、このベースピークの信号強度[I]を100%とした場合の、他の質量電荷比[m/z]における相対的な信号強度[I]が示されている。同様に、図5Cと図5Dにおいても、それぞれ質量電荷比[m/z]が最も大きい「57」の信号強度[I]を100%とした場合の、他の質量電荷比[m/z]における相対的な信号強度[I]が示されている。 In FIG. 4B, when the peak of “129” with the largest mass-to-charge ratio [m / z] is set as the base peak, and the signal intensity [I] of this base peak is 100%, other mass-to-charge ratios [m /z] are shown. Similarly, in FIGS. 5C and 5D, when the signal intensity [I] of “57” having the largest mass-to-charge ratio [m/z] is 100%, other mass-to-charge ratios [m/z] The relative signal strength [I] at is shown.
ここで、マススペクトル抽出部12は、クロマトグラム上で検出されたピークのトップ位置のマススペクトルから、左右のピークの裾位置のマススペクトルを平均化(m/z毎の強度を平均化)したものをバックグラウンドとして減算する。このとき、次式(1)が用いられる。
Here, the mass
B-(A+C)/2 …式(1) B - (A + C) / 2 ... formula (1)
具体的には、マススペクトル抽出部12により、図4Bのマススペクトルから、図5Cと図5Dのマススペクトルの平均を減じる処理が行われる。これにより、図5Eに示すように、例えば、質量電荷比[m/z]が「57」のマススペクトルのバックグラウンドがなくなる。このようにしてクロマトグラムのピークからマススペクトルを抽出することができる。
Specifically, the mass
図6は、質量分析装置1で用いられる定量条件設定ファイルの内容を示す説明図である。定量条件設定ファイルは、記憶部11に記憶されており、ユーザが操作する操作部16により項目が追加されたり、情報が編集されたりする。そして、同定部14は、記憶部11から読み出した定量条件設定ファイルに基づいて、定量条件設定ファイルに設定された定量条件に該当する化合物(「目的化合物」とも呼ぶ)を、同定対象の化合物として同定する。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the contents of a quantitative condition setting file used in the
図6Aは、化合物情報の例を示す説明図である。化合物情報は、化合物名、RT、定量イオン、参照イオン、I/Q比、ライブラリ名、スペクトルIDの各フィールドにより構成される。化合物毎にこれらのパラメータが設定可能である。 FIG. 6A is an explanatory diagram showing an example of compound information. The compound information consists of fields of compound name, RT, quantification ion, reference ion, I/Q ratio, library name, and spectrum ID. These parameters can be set for each compound.
化合物名フィールドには、目的化合物の名称が格納される。図6Aでは、例えば、クロロフォルムとベンゼンの化合物に関する情報が格納されている。
RTフィールドには、目的化合物の保持時間[RT]が分単位で格納される。
定量イオンフィールドには、目的化合物の定量イオンの質量電荷比[m/z]が格納される。
参照イオンフィールドには、目的化合物の参照イオンの質量電荷比[m/z]が格納される。なお、一つの定量イオンの質量電荷比[m/z]に対して、複数の参照イオンの質量電荷比[m/z]が格納されてもよい。
The compound name field stores the name of the target compound. In FIG. 6A, for example, information about compounds of chloroform and benzene is stored.
The RT field stores the retention time [RT] of the target compound in minutes.
The quantification ion field stores the mass-to-charge ratio [m/z] of the quantification ion of the target compound.
The reference ion field stores the mass-to-charge ratio [m/z] of the reference ion of the target compound. Note that the mass-to-charge ratios [m/z] of a plurality of reference ions may be stored with respect to the mass-to-charge ratio [m/z] of one quantitative ion.
I/Q比フィールドには、定量イオンと参照イオンとの強度比が設定される。I/Q比とは、次式(2)に示すように定量イオンの強度に対する参照イオンの強度の比を表す。 The intensity ratio between the quantification ion and the reference ion is set in the I/Q ratio field. The I/Q ratio represents the ratio of the intensity of reference ions to the intensity of quantitation ions, as shown in the following equation (2).
I/Q比=(参照イオンの強度)/(定量イオンの強度) …式(2) I/Q ratio=(Intensity of reference ion)/(Intensity of quantification ion) Equation (2)
式(2)において、一つのマススペクトルのうち、最も高い強度のイオンが定量イオンとされる。複数の参照イオンが存在する場合、複数のI/Q比が設定される。I/Q比はいずれも1より小さい値となる。 In formula (2), the ion with the highest intensity in one mass spectrum is taken as the quantified ion. If there are multiple reference ions, multiple I/Q ratios are set. All of the I/Q ratios are values smaller than one.
ライブラリ名フィールドには、目的化合物のマススペクトルが登録されているライブラリのライブラリ名が設定される。NISTライブラリを用いる場合、NISTのライブラリ名が設定される。同定部14は、ライブラリ名フィールドに設定されたライブラリを検索する。
A library name of a library in which the mass spectrum of the target compound is registered is set in the library name field. When using the NIST library, the NIST library name is set. The
スペクトルIDフィールドには、ライブラリ内における目的化合物のマススペクトルのユニークIDが設定される。NISTライブラリを用いる場合、NISTIDが設定される。ただし、マススペクトルを一意に決めることができれば、ライブラリ名フィールドを設定せず、スペクトルIDフィールドにCAS登録番号を設定してもよい。 A unique ID of the mass spectrum of the target compound in the library is set in the spectrum ID field. When using the NIST library, the NISTID is set. However, if the mass spectrum can be uniquely determined, the CAS registration number may be set in the spectrum ID field without setting the library name field.
図6Bは、ピーク検出条件の例を示す説明図である。ピーク検出条件は、化合物名、ピーク検出時間幅の各フィールドにより構成される。化合物毎にこれらのパラメータが設定可能である。 FIG. 6B is an explanatory diagram showing an example of peak detection conditions. The peak detection conditions are composed of fields of compound name and peak detection time width. These parameters can be set for each compound.
化合物名フィールドには、ピークの検出対象となる目的化合物の名称が格納される。
ピーク検出時間幅フィールドには、ピーク検出範囲の時間幅(上述した保持時間範囲[Tw])が分単位で設定される。ピーク検出時間はRT±(ピーク検出範囲時間幅÷2)で表される。例えば、RT=3分,ピーク検出範囲時間幅=0.5分(30秒)であれば、ピーク検出時間範囲は2分45秒~3分15秒の間となる。
The compound name field stores the name of the target compound whose peak is to be detected.
In the peak detection time width field, the time width of the peak detection range (holding time range [Tw] described above) is set in units of minutes. The peak detection time is represented by RT±(peak detection range time width/2). For example, if RT=3 minutes and peak detection range time width=0.5 minutes (30 seconds), the peak detection time range is between 2
図6Cは、化合物同定条件の例を示す説明図である。化合物同定条件は、化合物名、RT許容誤差、I/Q比許容誤差、スペクトル類似度閾値の各フィールドにより構成される。 FIG. 6C is an explanatory diagram showing an example of compound identification conditions. The compound identification conditions are composed of fields of compound name, RT tolerance, I/Q ratio tolerance, and spectral similarity threshold.
化合物名フィールドには、同定対象となる目的化合物の名称が格納される。
RT許容誤差フィールドには、マススペクトル抽出部12がクロマトグラムから検出したピークのトップ位置(ピークの左端から右端の間で最も強度が大きい位置)の保持時間[RT]と、定量条件に設定されている保持時間[RT]の差の許容範囲がRT許容誤差として分単位の時間で設定される。例えば、RT許容誤差が0.083分(5秒)で表される。同定部14は、ピークのトップ位置の保持時間[RT]がRT許容誤差に入っている場合、目的化合物を検出と判定する。一方、同定部14は、ピークのトップ位置の保持時間[RT]がRT許容誤差に入っていない場合、目的化合物を不検出と判定する。
The compound name field stores the name of the target compound to be identified.
In the RT tolerance field, the retention time [RT] of the top position of the peak detected from the chromatogram by the mass spectrum extraction unit 12 (the position with the highest intensity between the left end and the right end of the peak) and the quantification condition are set. The allowable range for the difference in retention time [RT] that is used is set in minutes as the RT Tolerance. For example, the RT tolerance is expressed as 0.083 minutes (5 seconds). The
I/Q比許容誤差フィールドには、マススペクトル抽出部12がクロマトグラムのピークから抽出したマススペクトルにおけるI/Q比許容誤差が百分率で設定される。I/Q比許容誤差とは、実測されたI/Q比(実測I/Q比)と、定量条件設定ファイルの化合物情報に設定されているI/Q比(設定I/Q比)との誤差を次式(2)にて求めた値である。ここで、設定I/Q比に対する実測I/Q比から設定I/Q比を減じた値は、次式(3)でI/Q比誤差率(%)として計算される。そして、同定部14は、I/Q比誤差率が許容誤差の範囲に収まっているかどうかで目的化合物を検出したか否かを判定する。
In the I/Q ratio allowable error field, the I/Q ratio allowable error in the mass spectrum extracted from the peak of the chromatogram by the mass
I/Q比誤差率(%)=|実測I/Q比-設定I/Q比|÷(設定I/Q比)×100 …式(3) I/Q ratio error rate (%)=|actually measured I/Q ratio−set I/Q ratio|÷(set I/Q ratio)×100 Equation (3)
例えば、実測I/Q比が「0.6」、設定I/Q比が「0.5」であれば、I/Q比誤差率は、|0.6-0.5|÷0.5×100=20%と表される。そして、同定部14は、式(3)にて求めたI/Q比誤差率が、化合物同定条件のI/Q比許容誤差の範囲に収まっている場合、目的化合物を検出と判定する。一方、同定部14は、式(3)にて求めたI/Q比誤差率が、I/Q比許容誤差に範囲収まっていない場合、目的化合物を不検出と判定する。
For example, if the measured I/Q ratio is "0.6" and the set I/Q ratio is "0.5", the I/Q ratio error rate is |0.6−0.5|/0.5 x100=20%. Then, the
スペクトル類似度閾値フィールドには、実測したマススペクトルと、ライブラリサーチでヒットする化合物のマススペクトルとを比較して求めたスペクトル類似度の閾値(スペクトル類似度閾値と呼ぶ)が設定される。スペクトル類似度のスコアは、例えば、0.000~1.000とするが、0~999としても良い。スペクトル類似度は、例えば、質量電荷比[m/z]と、マススペクトルの強度とが完全一致した場合に、最も高い値(1.000)となる。同定部14は、マススペクトル抽出部12が抽出したマススペクトルにより、例えば、NISTのスペクトルライブラリに登録されているマススペクトルをパターンサーチし、スペクトル類似度がスペクトル類似度閾値以上であるマススペクトルの化合物を検索する。パターンサーチは、試料成分に目的化合物が含まれているかを検出するため、又は試料成分に含まれている化合物が何であるかを検出するために用いられる。
In the spectral similarity threshold field, a spectral similarity threshold (referred to as a spectral similarity threshold) obtained by comparing an actually measured mass spectrum with a mass spectrum of a compound hit by library search is set. The spectral similarity score is, for example, 0.000 to 1.000, but may be 0 to 999. The spectral similarity has the highest value (1.000), for example, when the mass-to-charge ratio [m/z] completely matches the intensity of the mass spectrum. The
そして、同定部14は、ライブラリサーチでヒットした化合物の中で最もスペクトル類類似度が高い化合物が、定量条件設定ファイルに設定されている化合物と一致する場合、目的化合物を検出と判定する。ただし、スペクトル類似度閾値以上である複数のマススペクトルの中に、定量条件設定ファイルに設定されている化合物が含まれていれば、最もスペクトル類類似度が高い化合物でなくても、試料成分に目的化合物が含まれていると判定してもよい。そして、同定部14は、スペクトル類類似度がスペクトル類似度閾値未満であれば、試料成分に目的化合物が含まれないと判定する。
Then, the
また、本来、試料成分に含まれるはずがない化合物のマススペクトルが、最もスペクトル類類似度が高いマススペクトルとして検出された場合には、このような化合物について不検出と判定してもよい。また、同定部14は、スペクトル類似度閾値を用いたライブラリサーチで化合物がヒットしても、ヒットした化合物の中に定量条件設定ファイルに設定された化合物が含まれていなければ、目的化合物を不検出と判定してもよい。
In addition, when the mass spectrum of a compound that should not originally be contained in the sample components is detected as the mass spectrum with the highest spectral similarity, it may be determined that such a compound is not detected. In addition, even if a compound is hit by the library search using the spectral similarity threshold, if the hit compound does not include the compound set in the quantification condition setting file, the
また、同定部14は、ライブラリサーチにおいて実測したマススペクトルのパターンサーチを使用しなくてもよい。例えば、同定部14は、スペクトルライブラリのライブラリ名と、スペクトルIDで特定されるライブラリのスペクトルに対する、マススペクトル抽出部12により抽出されたマススペクトルとのスペクトル類類似度がスペクトル類似度閾値未満の場合は目的化合物を不検出と判定してもよい。
Further, the
このように同定部14は、化合物同定条件として示されるRT許容誤差、I/Q比許容誤差、スペクトル類似度閾値の3つの条件を満たせば、目的化合物を検出と判定する。しかし、3つの条件から選択した1つ又は2つの条件のみで判定を行ってもよい。以下に説明するように、第1の実施の形態に係る同定部14は、RT許容誤差を判定する。第2の実施の形態に係る同定部14は、RT許容誤差及びI/Q比許容誤差を判定する。第3の実施の形態に係る同定部14は、RT許容誤差、I/Q比許容誤差、及びスペクトル類似度閾値を判定する。
In this way, the
なお、実際に同定部14がマススペクトルのピークを検出するために用いるピーク検出用のパラメータ、同定部14がライブラリサーチを行うために用いるライブラリサーチ用のパラメータには、詳細な情報が必要となる。しかし、本発明は、ピーク検出の手法、及びライブラリサーチの手法に関するものではないので、本実施の形態では、本発明を実現するために必要な最低限のパラメータのみを列挙するに留めた。
Detailed information is required for the peak detection parameters used by the
図7は、検出結果表示画面20の表示例を示す説明図である。検出結果表示画面20は、同定部14による同定処理の同定結果を表示部17に表示する。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a display example of the detection
検出結果表示画面20は、検出結果として表示部17上に表示可能なTICC表示領域21、化合物ピーク出現予測領域22、リスト表示領域23を備える。TICC表示領域21、化合物ピーク出現予測領域22、リスト表示領域23は、いずれも画像データ作成部15により作成される画像データに基づいて、表示部17に表示される。
The detection
検出結果表示画面20は、質量分析データ処理装置1aがデータを分析すると同時に、リアルタイムに表示部17に表示される。マススペクトル抽出部12は、記憶部11に格納されている定量条件設定ファイルから読み出した保持時間[RT]に基づいて、クロマトグラムから検出した目的化合物のピーク付近のマススペクトルを抽出する。
The detection
TICC表示領域21には、マススペクトル抽出部12により、信号強度[I]を保持時間[RT]毎に積算したTICCが表示される。
In the
化合物ピーク出現予測領域22には、目的化合物に対応する保持時間[RT]を中心とした所定時間幅の領域にクロマトグラムのピークから抽出したマススペクトルのピークを表示する。マススペクトルのピークは、目的化合物毎に異なる。このため、検出結果表示画面20には同定対象とする目的化合物毎に複数の化合物ピーク出現予測領域22が表示される。
In the compound peak
上述したように定量条件設定ファイルには、目的化合物に対してそれぞれ保持時間[RT]が設定されている。例えば、図7では、DIBP(フタル酸ジイソブチル)、DBP(フタル酸ジブチル)、BBP(フタル酸ブチルベンジル)、DEHP(フタル酸ビス(2-エチルヘキシル))に対応する4つの化合物ピーク出現予測領域22が、各化合物の保持時間[RT]と共にまとめて表示される。化合物ピーク出現予測領域22の時間幅は、例えば、保持時間[RT]を中心とする前後15秒間、すなわち30秒間である。ここでは、DIBPの化合物ピーク出現予測領域22にピークを持つマススペクトルが表示された例が示される。なお、各化合物の化合物ピーク出現予測領域22は、測定開始からの経過時間が、各目的化合物の保持時間[RT]に達した順に表示されてもよい。
As described above, the retention time [RT] is set for each target compound in the quantitative condition setting file. For example, in FIG. 7, four compound peak
同定部14は、化合物ピーク出現予測領域22にてピークを含むマススペクトルが表示された場合に、定量条件設定ファイルから読み出した定量条件に従い、このマススペクトルについてさらにライブラリサーチを行う。このとき、同定部14は、RT許容誤差、I/Q比許容誤差、スペクトル類似度閾値のいずれかの条件により、目的化合物を同定する。
When a mass spectrum including a peak is displayed in the compound peak
そして、同定部14での同定結果は、検出結果表示領域の一例であるリスト表示領域23に○又は×の記号で表示される。リスト表示領域23には、同定部14により同定対象の化合物が同定された場合に、同定対象の化合物が同定されたことを示す情報を表示する。例えば、DIBPが同定された場合、リスト表示領域23のDIBPの欄には、DIBPが同定されたことを示す○の記号が表示される。
Then, the identification result by the
次に、第1の実施の形態に係る測定方法について、図8~図10を参照して説明する。
図8と図9は、質量分析装置1のメイン処理の例を示すフローチャートである。
Next, a measuring method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 10. FIG.
8 and 9 are flowcharts showing an example of main processing of the
ユーザにより定量条件設定ファイルが入力されると、質量分析装置1が測定を開始する(S1)。そして、同定部14は、定量条件設定ファイルから定量条件を読込む(S2)。このとき、同定部14は、定量条件として、定量条件設定ファイルに設定された、図6Aの化合物情報から保持時間[RT]を取込み、図6Bのピーク検出条件からピーク検出時間幅を取込む。
When the user inputs the quantitative condition setting file , the
次に、同定部14は、定量条件に含まれる全ての化合物に対してピーク検出時間範囲を計算する(S3)。そして、表示部17は、検出結果表示画面20を表示する(S4)。その後、結合子Aで示す図9に処理が移る。ステップS3にて計算したピーク検出時間範囲は、図9のステップS10に供給される。
Next, the
図9では3つの処理(第1サブ処理~第3サブ処理)が並行して動作する。このため、図8から続く結合子Aには、3つの処理が同時に実行開始されることを表すフォークノード31が接続される。
In FIG. 9, three processes (first sub-process to third sub-process) operate in parallel. For this reason, the
図9の左側に示す第1サブ処理では、質量分析部102による試料成分の測定が行われ、この測定結果が記憶部11に記憶される。そして、マススペクトル抽出部12は、記憶部11から読み出したデータに基づくTICCからマススペクトルを抽出し、この抽出したマススペクトルのマススペクトルデータを取得する(S5)。マススペクトル抽出部12が取得したマススペクトルデータは、ステップS7にてクロマトグラム作成部13に供給される。
In the first sub-process shown on the left side of FIG. 9, the sample components are measured by the
その後、マススペクトル抽出部12は、質量分析部102による測定が終了したか否かを判定する(S6)。測定が終了していなければ再びステップS5の処理が行われ、測定が終了していれば、他の全ての処理が終了するまで待機することを示す図9の下側にあるジョインノード32に移る。ジョインノード32は、複数の処理を1つに結合することを表す。
After that, the mass
図9の中央に示す第2サブ処理では、ステップS5にてマススペクトル抽出部12から供給されたマススペクトルデータに基づいて、クロマトグラム作成部13が表示部17に表示するためのクロマトグラムを作成する処理が行われる(S7)。
In the second sub-processing shown in the center of FIG. 9, the chromatogram creating unit 13 creates a chromatogram for display on the
そして、クロマトグラム作成部13により作成されたクロマトグラムの画像データが画像データ作成部15により作成され、表示部17にクロマトグラムが表示される(S8)。このとき、表示部17には、検出結果表示画面20が表示されている。その後、クロマトグラム作成部13は、質量分析部102による測定が終了したか否かを判定する(S9)。測定が終了していなければ再びステップS7に戻って処理が行われ、測定が終了していれば、ジョインノード32に移る。
Image data of the chromatogram created by the chromatogram creating unit 13 is created by the image
図9の右側に示す第3サブ処理では、図8のステップS3から供給されたピーク検出時間範囲に基づいて、同定部14により、(ピーク検出時間範囲の終了時間)≦(測定開始からの経過時間)を満たす目的化合物があるか検索する(S10)。そして、同定部14は、ステップS10の条件を満たす化合物があるか否かを判定する(S11)。ステップS11で、この条件を満たす目的化合物がなければ(S11のNO)、測定終了を判定する処理に移り(S16)、目的化合物があれば(S11のYES)、第1同定処理に移る(S12)。
In the third sub-process shown on the right side of FIG. 9, based on the peak detection time range supplied from step S3 in FIG. time) is searched for a target compound (S10). Then, the
ここで、ステップS12の第1同定処理について説明する。
図10は、定量条件の保持時間[RT]に基づいて目的化合物を同定する第1同定処理の例を示すフローチャートである。第1同定処理は、同定部14が、定量条件として同定対象の化合物毎に設定された保持時間[RT]の最も近くで検出したクロマトグラムのピークの保持時間[RT]と、定量条件として設定された保持時間[RT]との差分を求める。そして、この差分が、定量条件として設定された保持時間[RT]許容誤差を満たす場合に、同定部14が、試料成分を同定対象の化合物と同定する処理である。
Here, the first identification processing in step S12 will be described.
FIG. 10 is a flow chart showing an example of the first identification process for identifying the target compound based on the retention time [RT] of the quantitative conditions. In the first identification process, the
始めに、同定部14は、ステップS7から供給されたクロマトグラムに基づいて、図8のステップS3から供給されたピーク検出時間範囲でクロマトグラムのピーク検出を行う(S21)。次に、同定部14は、クロマトグラムのピークを検出したか判定する(S22)。クロマトグラムのピークを検出していなければ(S22のNO)、第1同定処理を終了して、図9のステップS13に移る。
First, based on the chromatogram supplied from step S7, the
クロマトグラムのピークを検出していれば(S22のYES)、同定部14は、図6Aに示す化合物情報の保持時間[RT]に基づいて、ステップS21から供給されるクロマトグラムから検出されたピークの中で定量条件の保持時間[RT]に最も近いピークを検索する(S23)。
If the chromatogram peak is detected (YES in S22), the
次に、同定部14は、ステップS23で検索した定量条件の保持時間[RT]に最も近いピークと、図6Cの化合物同定条件のRT許容誤差に基づいて、次式(4)を満たすか判定し(S24)、図9のステップS13に移る。
Next, the
|定量条件の保持時間[RT]-クロマトグラムのピークのトップ位置のRT|≦定量条件のRT許容誤差 …式(4) |Retention time [RT] of quantification conditions−RT of top position of chromatogram peak|≦RT tolerance of quantification conditions Equation (4)
再び図9の説明に戻る。
ステップS12の後、同定部14は、式(4)の判定結果が妥当なものであったか否かを判定する(S13)。判定結果が妥当(OK)であった場合、目的化合物が検出されたので、表示部17に検出結果として「検出」を表示する(S14)。例えば、「検出」であれば検出結果表示画面20のリスト表示領域23において、検出された化合物の欄に○の記号が表示される。
Returning to the description of FIG. 9 again.
After step S12, the
一方、判定結果が不当(NG)であった場合、目的化合物が検出されなかったので、表示部17に検出結果として「不検出」を表示する(S15)。例えば、「不検出」であれば検出結果表示画面20のリスト表示領域23に×の記号が表示される。
On the other hand, if the determination result is unfair (NG), the target compound was not detected, so "not detected" is displayed on the
その後、再びステップS10に戻って処理を繰り返す。ステップS11にて目的化合物がないと判定された場合に、同定部14は、測定終了か否かを判定する(S16)。まだ測定が必要であれば(S16のNO)、再びステップS10に戻って処理を繰り返し、これ以上の測定が不要であれば(S16のYES)、ジョインノード32に移る。第1~第3サブ処理のいずれもが終了してジョインノード32に移ると、質量分析装置1のメイン処理が終了する。
After that, the process returns to step S10 and repeats the process. When it is determined in step S11 that there is no target compound, the
以上説明した第1の実施の形態では、定量条件設定ファイルの保持時間[RT]とRT許容誤差に基づいて、目的化合物が検出されると、検出結果表示画面20の化合物ピーク出現予測領域22に目的化合物のピーク検出位置が示され、リスト表示領域23に検出結果が示される。このように質量分析部102による質量分析が行われると同時に、リアルタイムに定性分析が実施されるため、従来のように別の定性分析ソフトを起動しなくても、分析結果を得ることができる。
In the first embodiment described above, when the target compound is detected based on the retention time [RT] and RT tolerance in the quantitative condition setting file, The peak detection position of the target compound is indicated, and the detection result is indicated in the
また、検出結果が直ちに表示部17の検出結果表示画面20に○又は×の記号で表示される。このため、オペレーターは、検出結果表示画面20の表示内容に基づいて、目的化合物が検出されたか否かをリアルタイムで把握することができる。
Further, the detection result is immediately displayed on the detection
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態に係る質量分析装置1の動作例について、図11と図12を参照して説明する。本実施の形態の質量分析装置1は、図10に示したRT許容誤差に基づく第1同定処理に加えて、さらにI/Q比許容誤差に基づく第2同定処理を行う。
[Second embodiment]
Next, an operation example of the
図11は、第2の実施の形態に係る質量分析装置1のメイン処理の例を示すフローチャートである。
本実施の形態の質量分析装置1において、図8に示したメイン処理を行った後、図11に示す第1~第3サブ処理が行われる。第1~第3サブ処理のステップのうち、図9に示したステップと同じ箇所には同じステップ番号を付する。そして、ステップS13の第1同定処理の判定結果がOKであった場合に(S13のYES)、第2同定処理が行われる(S17)。
FIG. 11 is a flowchart showing an example of main processing of the
In the
図12は、I/Q比誤差率に基づいて目的化合物を同定する第2同定処理の例を示すフローチャートである。第2同定処理は、同定部14が、クロマトグラムのピークから抽出したスペクトルに基づいて、定量条件として同定対象の化合物毎に設定された定量イオンの強度、及び参照イオンの強度を取得する。そして、定量イオンの強度に対する参照イオンの強度の比が、予め求めた誤差率の範囲に収まっている場合に、同定部14が、試料成分を同定対象の化合物と同定する処理である。
FIG. 12 is a flow chart showing an example of second identification processing for identifying a target compound based on the I/Q ratio error rate. In the second identification process, the
始めに、マススペクトル抽出部12は、図11のステップS7から供給されたクロマトグラムのピークからマススペクトルを抽出する(S31)。次に、同定部14は、マススペクトルから求めた化合物の定量イオンと参照イオン質量電荷比[m/z]の強度を取得し、上述した式(2)によりI/Q比を計算する(S32)。これにより、実測した化合物の定量イオンの強度に対する参照イオンの強度の比がI/Q比で表される。
First, the mass
次に、同定部14は、実測したI/Q比と、定量条件設定ファイルに予め設定されたI/Q比とに基づいて、上述した式(3)により実測したI/Q比誤差率を計算する(S33)。次に、同定部14は、実測したI/Q比誤差率が、予め定量条件設定ファイルの化合物同定条件に設定されたI/Q比許容誤差の範囲に全て収まっているか判定し(S34)、図11のステップS18に移る。
Next, the
再び図11の説明に戻る。
ステップS17の後、同定部14は、第2同定処理のステップS34における判定結果が妥当なものであったか否かを判定する(S18)。判定結果が妥当(OK)であった場合、表示部17に検出結果として「検出」を表示する(S14)。一方、判定結果が不当(NG)であった場合、表示部17に検出結果として「不検出」を表示する(S15)。
以降、図9に示した処理と同様に処理を行う。
Returning to the description of FIG. 11 again.
After step S17, the
After that, the same processing as that shown in FIG. 9 is performed.
以上説明した第2の実施の形態に係る同定部14は、I/Q比誤差率が、I/Q比許容誤差の範囲に収まっている場合に、目的化合物を検出したと判定する。そして、検出結果表示画面20のリスト表示領域23に検出結果が示される。このように、第1及び第2同定処理を続けて行うことで、従来の分析方法よりも信頼性の高い結果を得ることができる。
The
なお、第2の実施の形態に係る質量分析装置1では、第1及び第2同定処理を続けて行ったが、第2同定処理だけを行ってもよい。また、第1同定処理と第2同定処理の順番は任意としてもよい。
Although the
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態に係る質量分析装置1の動作例について、図13と図14を参照して説明する。本実施の形態の質量分析装置1は、図11に示した第1同定処理及び第2同定処理に加えて、さらに第3同定処理を行う。
[Third embodiment]
Next, an operation example of the
図13は、第3の実施の形態に係る質量分析装置1のメイン処理の例を示すフローチャートである。
本実施の形態の質量分析装置1において、図8に示したメイン処理を行った後、図13に示す第1~第3サブ処理が行われる。第1~第3サブ処理のステップのうち、図9に示したステップと同じ箇所には同じステップ番号を付する。そして、ステップS13の第1同定処理の判定結果がOKであり(S13のYES)、ステップS18の第2同定処理の判定結果がOKであった場合に(S18のYES)、第3同定処理が行われる。
FIG. 13 is a flowchart showing an example of main processing of the
In the
図14は、ライブラリサーチ結果として示されるスペクトル類似度に基づいて目的化合物を同定する第3同定処理の例を示すフローチャートである。この第3同定処理は、同定部14が、クロマトグラムのピークから抽出したスペクトルに基づいてライブラリをサーチしたサーチ結果と、クロマトグラムのピークから抽出したスペクトルとのスペクトル類類似度に基づいて、試料成分に同定対象の化合物が含まれていると同定する処理である。
FIG. 14 is a flow chart showing an example of third identification processing for identifying a target compound based on spectral similarities shown as library search results. In this third identification process, the
始めに、同定部14は、NISTライブラリにアクセスする。そして、同定部14は、マススペクトル抽出部12により抽出されたマススペクトルを取得し、定量条件設定ファイルの化合物情報に含まれるNISTのスペクトルライブラリのライブラリ名と、化合物同定条件のスペクトル類似度閾値とに基づいて、マススペクトルのライブラリサーチを実行する(S41)。そして、同定部14は、定量条件設定ファイルの化合物情報に含まれるスペクトルライブラリのライブラリ名と、スペクトルIDとに基づいてスペクトルライブラリからサーチしたマススペクトルをライブラリサーチ結果として得る。なお、同定部14は、記憶部11に格納されたライブラリにアクセスして、ライブラリサーチ結果を得てもよい。
First, the
次に、同定部14は、ライブラリサーチ結果と、マススペクトル抽出部12により抽出されたマススペクトルとを比較する。そして、同定部14は、スペクトル類似度がスペクトル類似度閾値以上であるマススペクトルのうち、最もスペクトル類似度が高いマススペクトルが、定量条件設定ファイルで設定されたスペクトルに一致しているか否かを判定する(S42)。
Next, the
なお、ステップS42では、S41のライブラリサーチ結果として表されるマススペクトルが、定量条件設定ファイルに設定されている化合物のスペクトルに一致していれば、試料成分に目的化合物が含まれていると判定してもよい。また、ステップS42では、ステップS41のライブラリサーチを行わず、上述したようにスペクトル類似度がスペクトル類似度閾値以上であれば、試料成分に目的化合物が含まれていると判定してもよい。 In step S42, if the mass spectrum represented as the library search result in S41 matches the spectrum of the compound set in the quantitative condition setting file, it is determined that the target compound is contained in the sample component. You may Alternatively, in step S42, the library search in step S41 may not be performed, and if the spectral similarity is equal to or higher than the spectral similarity threshold as described above, it may be determined that the target compound is contained in the sample component.
再び図13の説明に戻る。
ステップS19の後、同定部14は、第3同定処理のステップS42における判定結果が妥当なものであったか否かを判定する(S20)。判定結果が妥当(OK)であった場合、表示部17に検出結果として「検出」を表示する(S14)。一方、判定結果が不当(NG)であった場合、表示部17に検出結果として「不検出」を表示する(S15)。
以降、図9に示した処理と同様に処理を行う。
Returning to the description of FIG. 13 again.
After step S19, the
After that, the same processing as that shown in FIG. 9 is performed.
以上説明した第3の実施の形態に係る同定部14は、ライブラリサーチ結果のマススペクトルと、マススペクトル抽出部12により抽出されたマススペクトルとを比較する。そして、スペクトル類似度がスペクトル類似度閾値以上であるマススペクトルが定量条件設定ファイルで設定されたスペクトルに一致している場合に、目的化合物を検出したと判定する。そして、検出結果表示画面20のリスト表示領域23に検出結果が示される。このように、第1~第3同定処理を続けて行うことで、従来の分析方法よりも信頼性の高い結果を得ることができる。
The
なお、第3の実施の形態に係る質量分析装置1では、第1~第3同定処理を続けて行ったが、第3同定処理だけを行ってもよい。また、第1及び第3同定処理を続けて行ってもよいし、第2及び第3同定処理を続けて行ってもよい。また、第1~第3同定処理の順番は任意としてもよい。
In the
なお、本発明は上述した各実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上述した各実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために装置の構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be applied and modified in various other ways without departing from the gist of the present invention described in the claims.
For example, each of the above-described embodiments is a detailed and specific description of the configuration of the apparatus in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, it is possible to replace part of the configuration of the embodiment described here with the configuration of another embodiment, and furthermore, it is possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is possible. Moreover, it is also possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.
In addition, the control lines and information lines indicate those considered to be necessary for explanation, and not all the control lines and information lines are necessarily indicated on the product. In practice, it may be considered that almost all configurations are interconnected.
1…質量分析装置、1a…質量分析データ処理装置、10…入出力制御部、11…記憶部、12…マススペクトル抽出部、13…クロマトグラム作成部、14…同定部、15…画像データ作成部、16…操作部、17…表示部、20…検出結果表示画面、101…試料分離部、102…質量分析部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
予め設定された同定条件の時間幅にて、前記質量分析によって得られたデータから整数質量の各質量電荷比に対応するクロマトグラムを作成するクロマトグラム作成部と、
前記同定条件に基づいて、前記クロマトグラムから求められる実測された試料成分が同定対象の目的化合物であるか否かを同定するための同定処理を、前記試料成分が前記クロマトグラフにより分離されて質量分析されるタイミングに合わせてリアルタイムで行う同定部と、
前記同定処理による前記目的化合物の検出の有無を示す同定結果を表示するための画像データを作成する画像データ作成部と、
前記画像データに基づいて、 前記同定部による前記目的化合物のピーク検出時間範囲の計算後に、前記同定対象の化合物に対応する前記保持時間を中心とした所定時間幅の領域に、前記クロマトグラムのピークから抽出したスペクトルのピーク検出位置を表示する前記同定対象の前記目的化合物毎の化合物ピーク出現予測領域を含む第1の検出結果表示画面を表示し、
前記第1の検出結果表示画面の表示後に、前記同定部により前記同定対象の化合物が前記目的化合物に対応する前記保持時間を中心とした所定時間幅内で検出された場合は、前記同定対象の前記目的化合物の前記抽出したスペクトルのピーク検出位置を示した前記目的化合物の前記化合物ピーク出現予測領域を含む第2の検出結果表示画面を表示する表示部と、を備え、
前記画像データ作成部により作成された画像データは、前記第1の検出結果表示画面及び前記第2の検出結果表示画面を前記表示部に表示するものである
質量分析データ処理装置。 A mass spectrometry data processing device for identifying the sample components based on the data obtained by sequentially mass spectrometrically analyzing the sample components separated according to the retention time by a chromatograph,
a chromatogram creation unit that creates a chromatogram corresponding to each mass-to-charge ratio of an integer mass from the data obtained by the mass spectrometry in a preset identification condition time width;
Based on the identification conditions, an identification process for identifying whether the actually measured sample component obtained from the chromatogram is a target compound to be identified is performed.separated by said chromatographan identification unit that is performed in real time according to the timing of mass spectrometry;
an image data creation unit for creating image data for displaying an identification result indicating whether or not the target compound is detected by the identification process;
Based on the image data, After calculation of the peak detection time range of the target compound by the identification unit, peak detection of a spectrum extracted from the chromatogram peak in a region of a predetermined time width centered on the retention time corresponding to the compound to be identified. displaying a first detection result display screen including a predicted compound peak appearance region for each of the target compounds to be identified, which displays a position;
After the display of the first detection result display screen, if the identification unit detects the compound to be identified within a predetermined time span around the retention time corresponding to the target compound, the identification target compound is a display unit for displaying a second detection result display screen including the expected compound peak appearance region of the target compound indicating the peak detection position of the extracted spectrum of the target compound,
The image data created by the image data creation unit is for displaying the first detection result display screen and the second detection result display screen on the display unit.
Mass spectrometry data processor.
請求項1に記載の質量分析データ処理装置。 The identification process includes the retention time of the peak of the chromatogram detected closest to the retention time set for each target compound to be identified as a quantification condition, and the retention time set as the quantification condition. 2. The mass spectrometry data processing apparatus according to claim 1 , wherein the sample component is identified as the target compound to be identified when the difference between and satisfies the retention time tolerance set as the quantification condition.
請求項1又は2に記載の質量分析データ処理装置。 In the identification process, based on the spectrum extracted from the peak of the chromatogram, the intensity of a quantification ion set for each target compound to be identified as a quantification condition and the intensity of a reference ion are obtained, and the intensity of the quantification ion is obtained. 3. The process of identifying the sample component as the target compound to be identified when the ratio of the intensity of the reference ion to the intensity of the reference ion falls within a range of a previously determined error rate. mass spectrometry data processor.
請求項1又は2に記載の質量分析データ処理装置。 The identification process is based on the similarity between a search result of searching a library based on the spectrum extracted from the chromatogram peak and the spectrum extracted from the chromatogram peak, and the sample component is identified as the target of identification. The mass spectrometry data processing device according to claim 1 or 2 , wherein the processing is to identify that the target compound is contained.
予め設定された同定条件の時間幅にて、前記質量分析によって得られたデータから整数質量の各質量電荷比に対応するクロマトグラムを作成するステップと、
前記同定条件に基づいて、前記クロマトグラムから求められる実測された試料成分が同定対象の目的化合物であるか否かを同定するための同定処理を、前記試料成分が前記クロマトグラフにより分離されて質量分析されるタイミングに合わせてリアルタイムで行うステップと、
前記同定処理による前記目的化合物の有無を示す同定結果を表示するための画像データを作成するステップと、
前記画像データに基づいて、 前記同定処理による前記目的化合物のピーク検出時間範囲の計算後に、前記同定対象の化合物に対応する前記保持時間を中心とした所定時間幅の領域に、前記クロマトグラムのピークから抽出したスペクトルのピーク検出位置を表示する前記同定対象の前記目的化合物毎の化合物ピーク出現予測領域を含む第1の検出結果表示画面を表示するステップと、
前記第1の検出結果表示画面の表示後に、前記同定処理により前記同定対象の化合物が前記目的化合物に対応する前記保持時間を中心とした所定時間幅内で検出された場合は、前記同定対象の前記目的化合物の前記抽出したスペクトルのピーク検出位置を示した前記目的化合物の前記化合物ピーク出現予測領域を含む第2の検出結果表示画面を表示するステップと、を含み、
前記画像データを作成するステップで作成された画像データは、前記第1の検出結果表示画面及び前記第2の検出結果表示画面を表示するものである
質量分析データ処理方法。 A mass spectrometry data processing method for identifying the sample components based on the data obtained by sequentially mass spectrometrically analyzing the sample components separated according to the retention time by a chromatograph,
a step of creating a chromatogram corresponding to each mass-to-charge ratio of an integer mass from the data obtained by the mass spectrometry in the time width of a preset identification condition;
Based on the identification conditions, an identification process for identifying whether the actually measured sample component obtained from the chromatogram is a target compound to be identified is performed.separated by said chromatographa step performed in real time in accordance with the timing of mass spectrometry;
a step of creating image data for displaying an identification result indicating the presence or absence of the target compound by the identification process;
Based on the image data, After calculating the peak detection time range of the target compound by the identification process, peak detection of a spectrum extracted from the chromatogram peak in a region of a predetermined time width centered on the retention time corresponding to the compound to be identified. a step of displaying a first detection result display screen including a compound peak appearance predicted region for each of the target compounds to be identified that displays a position;
After the display of the first detection result display screen, if the identification target compound is detected within a predetermined time span around the retention time corresponding to the target compound, the identification target compound is displaying a second detection result display screen including the expected compound peak appearance region of the target compound indicating the peak detection position of the extracted spectrum of the target compound;
The image data created in the step of creating the image data is for displaying the first detection result display screen and the second detection result display screen.
Mass spectrometry data processing method.
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