本発明に係るデータ処理装置を備える質� ��分析システムの一実施例について図面を参� ��して説明する。図1はこの質量分析システム の全体構成図である。

 質量分析部1は、試料分子をイオン化する イオン源2、イオンをその内部空間に一時的� �蓄積するとともにその内部空間においてイ� �ンの衝突誘起解離を促進させる、三次元四� �極型のイオントラップ4、イオン源2で生成さ れたイオンを上記イオントラップ4まで案内� �るイオン光学系3、イオントラップ4から放出 されたイオンを質量(厳密には質量電荷比m/z)� ��応じて分離する飛行時間型質量分離器(TOF)5� ��TOF5により分離されたイオンを検出する検出 器6、を含む。

 分析制御部11は中央制御部10からの指示に基 づいて、上記質量分析部1の各部の動作を制� �することでMS ⁿ 分析を実行する。またデータ処理部12は検出� ��6で得られた検出信号を受けてデジタル化し 、後述するような表示処理を含めて所定のデ ータ処理を実行する。中央制御部10にはユー� ��ーインターフェースとしての操作部13及び� �示部14が接続されている。なお、中央制御部 10、分析制御部11、及びデータ処理部12の大部 分は所定の制御/処理ソフトウエアを搭載し� �パーソナルコンピュータにより具現化する� �とができる。

 上記構成の質量分析システムの基本的な動� ��を概略的に説明する。開裂操作を伴わない� ��常の質量分析(=MS ¹ 分析)を実行する際には、分析制御部11の制御 の下に、イオン源2は試料分子をイオン化し� �それにより発生した各種イオンがイオン光� �系3を経てイオントラップ4の内部に導入され る。イオントラップ4では、図示しない電源� �り各電極に印加される高周波電圧により形� �される四重極電場によって、イオンは一旦� �捉される。イオントラップ4の内部に捕捉さ� ��たイオンは、所定のタイミングで一斉に運� ��エネルギーを付与されてイオントラップ4か ら放出され、TOF5に導入される。つまり、イ� �ントラップ4がTOF5に対するイオンの飛行の出 発点となる。TOF5の飛行空間を飛行する間に� �量に応じて各イオンには時間差が生じ、順� �に検出器6に到達して検出される。

 この検出信号を受けたデータ処理部12は、TO F5における飛行時間を質量に換算して、横軸� ��質量、縦軸を相対強度とするマススペクト� ��を作成し、中央制御部10を介して表示部14の 画面上にマススペクトルを表示させる。この 質量分析結果に基づいて、分析担当者は1段� �開裂操作を伴うMS ² (=MS/MS)分析の対象となるプリカーサイオンを� ��定する。

 分析担当者が例えばプリカーサイオンの質� ��を操作部13より入力した上でMS ² 分析の実行を指示すると、分析制御部11の制� ��の下に、イオン源2は試料分子をイオン化し 、発生した各種イオンはイオン光学系3を経� �イオントラップ4に導入される。イオントラ� ��プ4では上述したような四重極電場によって イオンが一旦捕捉されるが、その直後に、先 に設定されたプリカーサイオンを除く他の不 所望のイオンが発散するような電圧が各電極 に印加される。これにより、プリカーサイオ ンのみがイオントラップ4の内部に残される(� ��リカーサイオンの選別)。さらにそこに外部 より所定のCIDガスが導入され、プリカーサイ オンはCIDガスと衝突することで開裂し、開裂 の態様によって各種のプロダクトイオンが生 成される。

 開裂により生じたプロダクトイオン(及びプ リカーサイオンが残っている場合には該イオ ンも)は所定のタイミングで一斉にイオント� �ップ4から放出され、TOF5に導入される。そし て、通常の質量分析と同様に、TOF5の飛行空� �を飛行する間に質量に応じて各イオンには� �間差が生じ、順番に検出器6に到達して検出� ��れる。この検出信号を受けたデータ処理部1 2は、TOF5における飛行時間を質量に換算してM S ² スペクトルを作成し、中央制御部10を介して� ��示部14の画面上にMS ² スペクトルを表示させる。

 イオントラップ4内で開裂して生成したプロ ダクトイオンの1つを再びプリカーサイオン� �して選別した後に、該プリカーサイオンをCI Dにより開裂させる、という開裂操作を複数� �繰り返すことで、n=3以上のMS ⁿ 分析を実行することができる。理論的には開 裂操作の繰り返しの段数には制限はないが、 実際上はnの最大値は3~6程度の範囲である。

 本実施例の質量分析システムにおけるデー� ��処理部12では、上述のようにMS ⁿ 分析による検出信号を受けて表示部14に表示� ��べき表示情報を作成する際に特徴的な動作� ��行う。この点について図2~図6を参照して説� ��する。

 ここでは一例として、化学構造が既知で� ��る親化合物Aに由来する代謝物Bの構造解析� �する場合について説明する。図2は本実施例� ��質量分析システムにおける特徴的なスペク� ��ル表示処理の動作を示すフローチャートで� ��る。

 まず、図1に示した質量分析システムを用い て、親化合物Aに対するMS ² 分析と代謝物Bに対するMS ² 分析とをそれぞれ実行し、MS ² スペクトルデータを収集する(ステップS1)。� �のとき、親化合物Aに対するMS ² 分析ではプリカーサイオンの質量が475、代謝 物Bに対するMS ² 分析ではプリカーサイオンの質量が455である 。図3は親化合物Aと代謝物Bとに対するそれぞ れのMS ² スペクトルの一例を示す図である。プリカー サイオンに対応するピークは実際には存在し ないが、ここでは後述の説明の理解を容易に するために点線で示している。図3に示したMS ² スペクトルはプロダクトイオンの強度を示す マススペクトルであるので、以下の説明では プロダクトイオンスペクトルと呼ぶ。

 上述のようにデータが収集され、データ� ��理が開始されると、データ処理部12では、� �集したデータに基づいて、図3に示したよう� ��、プロダクトイオンスペクトルをそれぞれ� ��成する(ステップS2)。この際に、質量と強度 とを対応付けたピークリストが作成される。 つまり、このピークリストに挙げられたピー クを、横軸が質量、縦軸が強度であるグラフ 上に描出したものがプロダクトイオンスペク トルである。

 次に、親化合物Aと代謝物Bのそれぞれにつ� �て、プロダクトイオンスペクトルに現れる(� ��記ピークリストに挙げられている)各プロダ クトイオンの質量とプリカーサイオンの質量 との質量差を順番に計算し、この質量差とそ の質量差の由来となったプロダクトイオンの 強度とを対応付けた質量差ピークリストを作 成する。例えば図3(a)の例で説明すると、プ� �カーサイオンの質量は475であるから、質量� �150であるプロダクトイオンに対応する質量� �は325であり、この質量差と質量が150である� �ロダクトイオンピークの強度とを対応付け� �ものが、質量差ピークリストに挙げられる� �プロダクトイオンスペクトルに現れている� �ピークについて同様の処理が行われること� �、質量差ピークリストができあがり、その� �ークリストに挙げられたピークを、横軸が� �量、縦軸が強度であるグラフ上に描出した� �のがMS ² 質量差スペクトルである。上記質量差は開裂 によってプリカーサイオンから脱離した断片 の質量に相当し、プリカーサイオンが1価で� �る場合を想定すると、脱離する断片は中性� �子である。そこで、ここでは、MS ² 質量差スペクトルをニュートラルロススペク トルと呼ぶ(ステップS3)。

 ステップS2、S3の処理により、親化合物A� �ついてのプロダクトイオンスペクトル及び� �ュートラルロススペクトルと、代謝物Bにつ� ��てのプロダクトイオンスペクトル及びニュ� ��トラルロススペクトルとが作成される。次� ��で、親化合物Aについてのピークリストと代 謝物Bについてのピークリストとを比較する� �ともに、親化合物Aについての質量差ピーク� ��ストと代謝物Bについての質量差ピークリス トとを比較し、それぞれ同一の質量を有する ピークを共通ピークとして抽出する(ステッ� �S4)。

 次いで、代謝物Bのプロダクトイオンスペ クトルに現れる1乃至複数の共通ピークと対� �なす相補ピークの質量を求める。ここで「� �をなす」との意味は、共通ピークの質量と� �補ピークの質量とを加算したものがプリカ� �サイオンの質量となることであり、プリカ� �サイオンの質量からその共通ピークの質量� �差し引くことで、対となる相補ピークの質� �を求めることができる。例えば、図3(b)にお� ��て、質量150のピークは共通ピークであるが� ��これの相補ピークは、ニュートラルロスス� ��クトルにおいて、プリカーサイオンの質量4 55から150を差し引いた305を質量とするピーク� ��ある。また、代謝物Bのニュートラスロスス ペクトルに現れる1乃至複数の共通ピークと� �をなす相補ピークの質量も同様にして求め� �。こうして、相補ピークの質量を求めたな� �ば、ピークリスト及び質量差ピークリスト� �おいて相補ピークを抽出する(ステップS5)。

 続いて、ステップS2、S3で作成された4つ� �マススペクトル(プロダクトイオンスペクト� ��及びニュートラルロススペクトル)を同一表 示画面内に表示するためにスペクトルの表示 統合処理を行う(ステップS6)。ここでは、図4� ��示すように、代謝物Bのプロダクトイオンス ペクトルP1と親化合物Aのプロダクトイオンス ペクトルP4とを水平な質量軸を中心に上下対� ��配置とし、代謝物Bのニュートラルロススペ クトルP2と親化合物Aのニュートラルロススペ クトルP3とを同じく水平な質量軸を中心に上� ��対称配置とし、さらに水平方向に隣接する� ��ロダクトイオンスペクトルとニュートラル� ��ススペクトルとは垂直な強度軸を中心に左� ��対称配置とする。

 図5は、図3に示した親化合物A及び代謝物B のプロダクトイオンスペクトルと、これから 得られるニュートラルスペクトルとを表示統 合処理した場合の一例である。ここで、共通 ピークは質量軸を中心にして垂直方向に上下 に延伸する線で表されるが、代謝物Bのプロ� �クトイオンスペクトル及びニュートラルロ� �スペクトルにおいて共通ピークが目立つよ� �にするために、他のピークとは異なる表示� �で以て描出するように表示色を設定する(ス� ��ップS7)。但し、図5では表示色の相違を表現 できないので、共通ピークで表示色を変える 部分を点線で示している。共通ピークは、プ ロダクトイオンスペクトルでは質量150、190、 250の3つであり、ニュートラルロススペクト� �では質量90、100の2つである。

 さらに、代謝物Bのプロダクトイオンスペ クトル及びニュートラルロススペクトルにお いて相補ピークも目立つようにするために、 通常のピークと共通ピークとのいずれとも異 なる表示色で以て描出するように表示色を設 定する(ステップS8)。例えば、共通ピークは� �色、相補ピークは青色、それ以外のピーク� �黒色の表示色とすればよい。図6は図5に加え て相補ピークの表示も変更した例である。但 し、図6でも表示色の相違を表現できないの� �、相補ピークで表示色を変える部分を一点� �線で示している。相補ピークは、プロダク� �イオンスペクトルでは質量355、365の3つであ� ��、ニュートラルロススペクトルでは質量205� ��265,305の3つである。図6では共通ピークと相� ��ピークとの関係を矢印で示しているが、こ� ��矢印は表示画面に現れるようにしてもしな� ��てもよい。

 そうして、ステップS6で統合され、ステ� �プS7、S8で表示色が決められた図6に示したよ うなマススペクトルが表示部14の画面上に表� ��される(ステップS9)。これにより、この表示 を見た分析担当者は共通ピークを容易に認識 できるので、親化合物Aと代謝物Bに共通する� ��造についての情報を得ることができる。ま� ��、代謝物Bに現れる相補ピークも容易に認識 できるので、代謝物Bに特徴的な部位、つま� �は代謝部位についての情報も直感的に得る� �とができる。これによって、代謝物Bの化学� ��造の推定作業が効率的に行える。

 また、代謝物Bのプロダクトイオンスペクト ル上に現れる相補ピークに対応したイオンは 未だ質量が大きく、これをさらに開裂させて 生成したプロダクトイオンの質量を調べるこ とで、その構造がより明らかになる。そこで 、プロダクトイオンスペクトル上に現れる相 補ピークに対応したイオンを次のMS ³ 分析のためのプリカーサイオンに設定するよ うにしてもよい。この際にも、プリカーサイ オンの選択が簡単になる。

 なお、共通ピークと相補ピークとを目立� ��せるために、ピークの表示色を変える以外� ��、様々な変形が考え得る。例えば、図5、図 6に示したそのもののように線種を変更して� �よいし、線の太さを変更してもよい。また� �ピークを描出する線ではなく、質量を示す� �スラベルの色を変える、或いは、別のマー� �ーを重畳表示するようにしてもよい。また� �図5、図6の例では共通ピークの表示色の変更 は代謝物Bのプロダクトイオンスペクトル及� �ニュートラルロススペクトルのみであった� �、親化合物Aのプロダクトイオンスペクトル� ��びニュートラルロススペクトルでも同様に� ��てもよい。

 4つのマススペクトルの統合の仕方は図4� �ような形式に限らず、単に4つのスペクトル� ��並べる等の形式でもよい。また、必ずしも� ��てのマススペクトルを表示しなくてもよく� ��例えば代謝物Bのプロダクトイオンスペクト ル及びニュートラルロススペクトルのみを表 示し、その表示上で共通ピークと相補ピーク とを他のピークと識別できるように明示して もよい。

 また、上記実施例ではMS ² 分析で得られる結果を用いて上記のような表 示処理を実行したが、MS ³ 分析、MS ⁴ 分析等、2以上の任意のnに対するMS ⁿ 分析で得られる結果に対し上記表示処理を適 用できることは当然である。

 また、実際には、1個の親化合物から他種 類の代謝物が生成されるから、各代謝物につ いて上述したような親化合物のプロダクトス ペクトル及びニュートラルスペクトルとの対 比を示す表示画面を形成し、例えばタブの切 替えなどの簡単な操作で、異なる代謝物につ いての結果を任意に閲覧できるようにすると 好ましい。

 さらにまた、それ以外の点においても、� ��発明の趣旨の範囲で適宜に変更、修正、追� ��を行っても本願請求の範囲に包含されるこ� ��は当然である。