飛行時間質量分析装置及び飛行時間質量分析方法
【課題】ユーザーの手間を軽減しながら、指定されたイオンの質量電荷比に応じた質の良いマススペクトルを得ることができる飛行時間質量分析装置及び飛行時間質量分析方法を提供すること。
【解決手段】記憶部５０は、既知物質の質量電荷比の値と、イオン源１０の遅延引き出し法に関連する遅延引き出しパラメーターを含む所与の調整パラメーターの値との対応関係を定義する調整テーブル５６を記憶する。パラメーター調整部４５は、調整テーブル５６に基づいて、指定された質量電荷比の値に対応付けられる調整パラメーターの値を算出する。パラメーター設定部４１は、パラメーター調整部４５が算出した調整パラメーターの値に基づいて、イオン源１０の遅延引き出しパラメーターを設定する。飛行時間計測部４２は、遅延引き出しパラメーターが設定されたイオン源１０で発生したイオンが検出器３０に到達するまでの飛行時間を計測する。
【解決手段】記憶部５０は、既知物質の質量電荷比の値と、イオン源１０の遅延引き出し法に関連する遅延引き出しパラメーターを含む所与の調整パラメーターの値との対応関係を定義する調整テーブル５６を記憶する。パラメーター調整部４５は、調整テーブル５６に基づいて、指定された質量電荷比の値に対応付けられる調整パラメーターの値を算出する。パラメーター設定部４１は、パラメーター調整部４５が算出した調整パラメーターの値に基づいて、イオン源１０の遅延引き出しパラメーターを設定する。飛行時間計測部４２は、遅延引き出しパラメーターが設定されたイオン源１０で発生したイオンが検出器３０に到達するまでの飛行時間を計測する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微量化合物の定量分析、定性一斉分析、および試料イオンの構造解析分野に用いられる飛行時間質量分析装置及び飛行時間質量分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛行時間質量分析計（ＴＯＦＭＳ：Time Of Flight Mass Spectrometer）は、イオンを一定の加速電圧Ｖａで加速・飛行させ、検出器に到達するまでに要する時間からイオンの質量電荷比（ｍ／ｚ）を求める質量分析装置である。このとき、エネルギー保存則から、次式（１）が成り立つ。
【０００３】
【数１】
【０００４】
ただし、ｖはイオンの速度、ｍはイオンの質量、ｚはイオンの価数、ｅは素電荷である。
【０００５】
式（１）より、イオンの速度ｖは、次式（２）で表される。
【０００６】
【数２】
【０００７】
従って、イオンが一定距離Ｌの後に置いた検出器に到着するまでの飛行時間Ｔは、次式（３）で表される。
【０００８】
【数３】
【０００９】
式（３）よりわかるように、飛行時間Ｔがイオンのｍ／ｚによって異なることを利用して、イオンをｍ／ｚ値で分離することができる。
【００１０】
ＴＯＦＭＳから得られる結果は、飛行時間Ｔを変換したｍ／ｚ値と各ｍ／ｚ値に対するイオン強度との関係であり、この関係を表示したものはマススペクトルと呼ばれる。このとき、Ｔをｍ／ｚに変換する作業をキャリブレーションと呼び、変換に利用する式をキャリブレーション式と呼ぶ。理論的に式（３）により変換できるが、より高い質量精度を得るためには、系統的な誤差を吸収するような多項式が利用されることが多い。
【００１１】
図１６（Ａ）に示すような、イオン源から直線的に検出器まで飛行させる直線型ＴＯＦＭＳや、図１６（Ｂ）に示すような、イオン源と検出器の間に反射場を置くことにより、エネルギー収束性の向上と飛行距離の延長を可能にする反射型ＴＯＦＭＳが広く利用されている。
【００１２】
ＴＯＦＭＳの質量分解能Ｒは、総飛行時間をＴ、ピーク幅をΔＴとすると、次式（４）で定義される。
【００１３】
【数４】
【００１４】
すなわち、ピーク幅ΔＴを一定にして、総飛行時間Ｔを延ばすことができれば、質量分解能を向上させられる。しかし、従来の直線型、反射型のＴＯＦＭＳでは、総飛行時間Ｔを延ばすこと、すなわち総飛行距離を延ばすことは装置の大型化に直結する。装置の大型化を避け、かつ高質量分解能を実現するために開発された装置が、多重周回型ＴＯＦＭＳ（非特許文献１）である。この装置は、円筒電場にマツダプレートを組み合わせたトロイダル電場を４個用い、８の字型の周回軌道を多重周回させることにより、総飛行時間Ｔを伸ばすことができる。この装置では、初期位置・初期角度・初期運動エネルギーによる検出面での空間的な広がりと時間的な広がりを１次の項まで収束することに成功している。
【００１５】
しかし、閉軌道を多重周回する飛行時間質量分析装置には、「追い越し」の問題が存在する。これは閉軌道を多重周回するため、軽いイオン（速度が大きい）が重いイオン（速度が小さい）を追い越してしまうことにより起こる。このため、検出面に軽いイオンから順に到着するという飛行時間質量分析計の基本概念が通用しなくなる。
【００１６】
この問題を解決するために考案されたのが、らせん軌道型飛行時間質量分析装置である。らせん軌道型飛行時間質量分析装置は、閉軌道の始点と終点を閉軌道面に対して垂直方向にずらすことを特徴としている。これを実現するためには、イオンをはじめから斜めから入射する方法（特許文献１）や、デフレクタを用いて閉軌道の始点と終点を垂直方向にずらす方法（特許文献２）、積層型トロイダル電場を用いる方法（特許文献３）がある。
【００１７】
また、同様のコンセプトとして、追い越しの起こる多重反射型ＴＯＦＭＳ（特許文献４）の軌道をジグザグ型にしたＴＯＦＭＳも考案されている（特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２０００−２４３３４５号公報
【特許文献２】特開２００３−８６１２９号公報
【特許文献３】特開２００６−１２７８２号公報
【特許文献４】英国特許第２０８００２１号明細書
【特許文献５】国際公開第２００５／００１８７８号明細書
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】M. Toyoda, D. Okumura, M. Ishihara and I. Katakuse, J. Mass Spectrom., 2003, 38, 1125-1142.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
ところで、ＴＯＦＭＳのイオン源の１つに、マトリックス支援レーザー脱離／イオン化法（ＭＡＬＤＩ）法により試料をイオン化するものがある。以下、ＭＡＬＤＩ法とＴＯＦＭＳを組み合わせた装置をＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳと呼ぶ。ＭＡＬＤＩ法は、使用するレーザー光波長に吸収帯をもつマトリックス（液体や結晶性化合物、金属粉など）に試料を混合溶解させて固化し、これにレーザー照射して試料を気化あるいはイオン化させる方法である。通常のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳでは、導電性のサンプルプレート上に、複数のスポットが準備され、スポットごとにサンプルとマトリックスの混合物を結晶化させる。このサンプルプレートはマイクロタイタープレート形式であることが多い。ユーザーは、測定前に試料とマトリックスを混合した溶液をこのサンプルプレート上に準備する。最近では、液体クロマトグラフィーなどの分離手段から溶出物を順次マトリックスと混合し、サンプルプレート上に滴下する方法も用いられる。
【００２１】
ＭＡＬＤＩ法に代表されるレーザーによるイオン化では、イオン生成時の初期エネルギー分布が大きく、これを飛行軸方向に収束させるため、遅延引き出し法がほとんどの場合で用いられる。これはレーザー照射より数１００ｎｓｅｃ程度遅れてパルス電圧を印加する方法である。遅延引き出し法の採用によりＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳは大幅に性能を向上させた。
【００２２】
しかしながら、遅延引き出し法の欠点としてｍ／ｚ値により収束点の位置がわずかに異なることが挙げられる。それにより、あるｍ／ｚ値で質量分解能が高くなるように装置条件を設定すると、そのｍ／ｚ値から離れるほど質量分解能が悪化してしまう。質の良いマススペクトルを取得するためには、測定レンジあるいは注目するｍ／ｚ値により装置条件を変更する必要があるが、現状では、ユーザーの経験に基づいて最適な装置条件に調整する作業が必要であり、この調整に手間を要していた。
【００２３】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、ユーザーの手間を軽減しながら、指定されたイオンの質量電荷比に応じた質の良いマススペクトルを得ることができる飛行時間質量分析装置及び飛行時間質量分析方法を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
（１）本発明は、
レーザー照射によりサンプルをイオン化し、発生したイオンを遅延引き出し法により加速するイオン源と、
前記イオン源から飛行して到達したイオンを検出する検出器と、
既知物質の質量電荷比の値と、前記イオン源の前記遅延引き出し法に関連する遅延引き出しパラメーターを含む所与の調整パラメーターの値との対応関係を定義する調整テーブルを記憶する記憶部と、
前記調整テーブルに基づいて、指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出するパラメーター調整部と、
前記パラメーター調整部が算出した前記調整パラメーターの値に基づいて、前記イオン源の前記遅延引き出しパラメーターを設定するパラメーター設定部と、
前記遅延引き出しパラメーターが設定された前記イオン源で発生したイオンが前記検出器に到達するまでの飛行時間を計測する飛行時間計測部と、を含む、飛行時間質量分析装置である。
【００２５】
本発明によれば、既知物質の質量電荷比の値と遅延引き出しパラメーターを含む調整パラメーターの値との対応関係が定義された調整テーブルに基づいて、指定された質量電荷比の値に対応付けられる調整パラメーターの値が算出され、遅延引き出しパラメーターが設定される。そのため、例えばユーザーが調整の中心としたい質量電荷比の値を指定すれば、これに応じた適切な遅延引き出しパラメーターが自動的に算出されるので、ユーザーが遅延引き出しパラメーターを自ら調整する必要がない。従って、本発明によれば、ユーザーの手間を軽減しながら、指定されたイオンの質量電荷比に応じた質の良いマススペクトルを得ることができる。
【００２６】
（２）この飛行時間質量分析装置において、
前記遅延引き出しパラメーターは、
前記イオン源のサンプルプレートに印加するサンプルプレート電圧と前記イオン源の加速電極に印加するパルス電圧との比を特定可能なパラメーター及び前記パルス電圧の発生タイミングを特定可能なパラメーターの少なくとも一方を含むようにしてもよい。
【００２７】
（３）この飛行時間質量分析装置において、
前記パラメーター調整部は、
前記指定された質量電荷比の値に応じて、前記調整テーブルに含まれる前記調整パラメーターの値を線形補間することにより、前記指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出するようにしてもよい。
【００２８】
このようにすれば、指定された質量電荷比の値に対する適切な調整パラメーターの値を自動的に算出することができる。
【００２９】
（４）この飛行時間質量分析装置において、
前記パラメーター調整部は、
前記調整テーブルに含まれる前記調整パラメーターの値と前記質量電荷比の値との関係式を多項式で近似し、当該多項式を用いて前記指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出するようにしてもよい。
【００３０】
このようにしても、指定された質量電荷比の値に対する適切な調整パラメーターの値を自動的に算出することができる。
【００３１】
（５）この飛行時間質量分析装置において、
前記パラメーター調整部は、
前記調整テーブルに含まれる各々の前記調整パラメーターの値が適用される質量電荷比の範囲を互いに重ならないように設定し、前記指定された質量電荷比の値が含まれる前記質量電荷比の範囲に適用される前記調整パラメーターの値を、前記指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値とするようにしてもよい。
【００３２】
このようにすれば、計算負荷を軽減しながら、指定された質量電荷比の値に対して適切な調整パラメーターの値を自動的に選択することができる。
【００３３】
（６）この飛行時間質量分析装置において、
前記調整パラメーターは、
前記イオン源に照射するレーザーの強度及び前記検出器の電圧の少なくとも一方を含み、
前記パラメーター設定部は、
前記パラメーター調整部が算出した前記調整パラメーターの値に基づいて、前記レーザーの強度及び前記検出器の電圧の少なくとも一方を設定するようにしてもよい。
【００３４】
一般的に、イオンの質量電荷比の値が大きいほど、イオン化効率、イオン透過率、検出感度などが悪化する傾向がある。レーザーの強度を上げることでイオン化効率やイオン透過率を向上させることができる。また、検出器の電圧を上げることで検出感度が向上する。そこで、このように、調整パラメーターにレーザーの強度や検出器の電圧値を含め、指定された質量電荷比の値に応じてレーザーの強度や検出器の電圧を適切に調整することで、イオンの質量電荷比の値によらず均一な質のスペクトルを取得することができる。
【００３５】
（７）この飛行時間質量分析装置は、
前記飛行時間計測部が計測した飛行時間を、所定の変換式に基づいて質量電荷比に変換する質量電荷比算出部をさらに含み、
前記調整テーブルは、
前記調整パラメーターとして、前記既知物質の各々について、当該調整テーブルに含まれる当該既知物質の前記遅延引き出しパラメーターの値を前記イオン源に設定して計測される飛行時間から前記変換式に基づいて変換した質量電荷比の値を前記調整テーブルに含まれる当該既知物質の質量電荷比の値に補正するための補正量を含み、
前記質量電荷比算出部は、
前記調整テーブルに含まれる前記補正量に基づいて前記変換式の係数を変更するようにしてもよい。
【００３６】
遅延引き出しパラメーターを変更するとイオンの飛行時間が変わるので、飛行時間を質量電荷比に変換する変換式の係数を変更しなければ、イオンの見かけ上の質量電荷比の値が真の値からずれることになる。そこで、このように、調整パラメーターに、既知物質に対する質量電荷比の値のずれを補正するための補正量を含め、この補正量に基づいて、指定された質量電荷比の値に応じて変換式の係数を変更することで、真の質量電荷比の値に修正することができる。
【００３７】
（８）この飛行時間質量分析装置において、
前記パラメーター調整部は、
前記イオン源のサンプルプレート上に配置された測定対象となるスポット毎に、あらかじめ指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出し、
前記パラメーター設定部は、
前記イオン源の測定対象となるとなるスポット毎に、前記パラメーター調整部が算出した前記調整パラメーターの値に基づいて、前記遅延引き出しパラメーターを設定するようにしてもよい。
【００３８】
このように、測定対象となるスポット毎に調整の中心となる質量電荷比の値をあらかじめ指定しておくことで、未知試料の測定結果に応じてユーザーが調整の中心となる質量電荷比の値を指定して再度測定し直す必要がなくなる。従って、スポット毎に測定対象のマスレンジを推測することができるような場合は、複数のスポットに対して連続した自動測定が可能となるとともに、各スポットに対して１回の測定で済む。
【００３９】
（９）この飛行時間質量分析装置において、
前記パラメーター調整部は、
前記検出器の検出信号に基づいて、最も強い強度に対応する質量電荷比の値を算出し、算出した当該質量電荷比の値を指定して前記調整パラメーターの値を算出するようにしてもよい。
【００４０】
このように、測定対象となるスポット毎に１回目の測定を行い、最も強い強度に対応する質量電荷比の値が調整の中心となるような調整パラメーターを算出し、２回目の測定を行うことで、スポット毎に測定対象のマスレンジを推測できないような場合でも複数のスポットに対して連続した自動測定が可能となる。
【００４１】
（１０）この飛行時間質量分析装置において、
前記イオン源は、
ＭＡＬＤＩ法によりサンプルをイオン化するようにしてもよい。
【００４２】
（１１）本発明は、
既知物質の質量電荷比の値と、レーザー照射によりサンプルをイオン化し、発生したイオンを遅延引き出し法により加速するイオン源の当該遅延引き出し法に関連する遅延引き出しパラメーターを含む所与の調整パラメーターの値との対応関係を定義する調整テーブルに基づいて、指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出するパラメーター調整ステップと、
前記パラメーター調整ステップで算出した前記調整パラメーターの値に基づいて、前記イオン源の前記遅延引き出しパラメーターを設定するパラメーター設定ステップと、
前記遅延引き出しパラメーターが設定された前記イオン源で発生したイオンが前記検出器に到達するまでの飛行時間を計測する飛行時間計測ステップと、を含む、飛行時間質量分析方法である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態の飛行時間質量分析装置の構成を示す図。
【図２】本実施形態のイオン源の概略構成を示す図。
【図３】図３（Ａ）はサンプルプレートに印加される電圧波形の一例を示す図であり、図３（Ｂ）は加速電極に印加される電圧波形の一例を示す図。
【図４】サンプルレートと加速電極の間の電位勾配を示す図。
【図５】調整テーブルの一例を示す図。
【図６】調整パラメーターの算出方法の一例を示す図。
【図７】未知試料の質量分析方法の一例を示すフローチャート図。
【図８】既知物質に対するパラメーター調整前のマススペクトルの概略図。
【図９】既知物質に対するパラメーター調整後のマススペクトルの概略図。
【図１０】未知試料に対するパラメーター調整前後のマススペクトルの概略図。
【図１１】第２実施形態における調整テーブルの一例を示す図。
【図１２】第３実施形態における調整テーブルの一例を示す図。
【図１３】ｍ／ｚ補正量の算出方法の一例を示す図。
【図１４】第４実施形態における未知試料の質量分析方法の一例を示すフローチャート図。
【図１５】第５実施形態における処理部による処理の一例を示すフローチャート図。
【図１６】図１６（Ａ）は直線型ＴＯＦＭＳの概念図であり、図１６（Ｂ）は反射型ＴＯＦＭＳの概念図。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００４５】
１．第１実施形態
（１）飛行時間質量分析装置
図１は、本実施形態の飛行時間質量分析装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の飛行時間質量分析装置（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳ）１は、イオン源１０、分析部２０、検出器３０、処理部４０、記憶部５０、表示部６０、操作部７０を含んで構成されている。なお、本実施形態の飛行時間質量分析装置は、これらの構成要素の一部を省略した構成としてもよい。
【００４６】
イオン源１０は、所定の方法で試料をイオン化し、一定のパルス電圧を発生させて、生成したイオンを検出器３０に向けて加速する。特に本実施形態のイオン源１０は、マトリックス支援レーザー脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ）法を用いて試料をイオン化するイオン源（ＭＡＬＤＩイオン源）であり、遅延引き出し法によりレーザー照射から所定時間遅れてパルス電圧を発生させる。
【００４７】
図２は、本実施形態のイオン源（ＭＡＬＤＩイオン源）１０の概略構成を示す図である。図２に示すように、サンプルプレート１１のスポット上に、マトリックス（液体や結晶性化合物、金属粉など）に試料を混合溶解させて固化したサンプル２を載せる。レンズ１４、ミラー１５によりレーザーをサンプル２に照射し、サンプル２を気化あるいはイオン化する。サンプルプレート１１からＬ１、Ｌ２だけ離れた位置に加速電極１２、１３がそれぞれ配置されており、サンプルプレート１１のスポット上で生成されたイオンは、加速電極１２、１３に印加された電圧により加速されて図１の分析部２０に導入される。なお、サンプル２の状態が観察できるように、ミラー１６、レンズ１７、ＣＣＤカメラ１８を配置している。
【００４８】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、遅延引き出し法による飛行時間測定を実現するために図２のサンプルプレート１１及び加速電極１２にそれぞれ印加される電圧波形の一例を示す図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の横軸は、処理部４０がレーザー発振を知らせるレーザーからの信号を受けた時刻からの経過時間を表している。また、本実施形態では、加速電極１３の電位を固定し、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の縦軸は、加速電極１３の電位に対するサンプルプレート１１及び加速電極１２の相対的な電位をそれぞれ示している。
【００４９】
図３（Ａ）に示すように、本実施形態では、サンプルプレート１１の電位は一定電位Ｖｓに設定される。一方、図３（Ｂ）に示すように、加速電極１２の電位は、時刻０〜Ｔｄまではサンプルプレート１１の電位Ｖｓと同電位に設定され、時刻Ｔから所定時間Ｔ１はサンプルプレート１１の電位Ｖｓと異なる電位Ｖ１に設定される。これにより、加速電極１２に、時間幅がＴ１、電圧幅が｜Ｖｓ−Ｖ１｜のパルス電圧が発生する。
【００５０】
図４（Ａ）は、時刻０〜Ｔｄにおけるサンプルレート１１と加速電極１３の間の電位勾配を示す図であり、図４（Ｂ）は、時刻Ｔｄ〜Ｔｄ＋Ｔ１におけるサンプルレート１１と加速電極１３の間の電位勾配を示す図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の横軸は、サンプルプレート１１からの距離を表している。また、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の縦軸は、加速電極１３の電位に対する相対的な電位をそれぞれ示している。
【００５１】
本実施形態では、図４（Ａ）に示すように、時刻０〜Ｔｄでは、サンプルプレート１１と加速電極１２は同電位であり、加速電極１２から加速電極１３への電位勾配が生じている。一方、図４（Ｂ）に示すように、時刻Ｔｄ〜Ｔｄ＋Ｔ１では、サンプルプレート１１から加速電極１２へ電位勾配と加速電極１２から加速電極１３への電位勾配が生じている。
【００５２】
このように、処理部４０がレーザー発振を知らせるレーザーからの信号を受けてから所定の遅延時間Ｔｄ（例えば数１００ｎｓｅｃ）の経過後に、加速電極１２の電圧をＶｓからＶ１に高速で変化させてサンプルプレート１１と加速電極１２の間に電位勾配を作ることで、イオンを加速させることができる。飛行時間計測の開始時間は、パルス電圧の立ち上がり時間と同期させる。
【００５３】
図１に戻り、分析部２０は、イオン源１０で生成されたイオンを、質量電荷比（ｍ／ｚ）の値に応じた飛行時間Ｔの違いに基づいて分離する。具体的には、前記の式（３）により、飛行時間Ｔがイオンのｍ／ｚ値によって異なることを利用してイオンを分離する。なお、分析部２０は、リニア型の飛行時間質量分析装置であればイオン源１０と検出器３０の間の自由空間に相当し、反射型の飛行時間質量分析装置であれば反射場を含むイオン源１０と検出器３０の間の空間に相当する。
【００５４】
分析部２０でｍ／ｚ値に応じて分離されたイオンは検出器３０に到達して検出される。具体的には、検出器３０は、入射するイオンの量（強度）に応じた検出信号を出力する。この検出器３０の検出信号は処理部４０に出力される。
【００５５】
処理部４０は、検出器３０の検出信号に基づいて、イオン源１０で発生したイオンの定性分析や定量分析の処理を行う。特に本実施形態では、処理部４０は、パラメーター設定部４１、飛行時間計測部４２、質量電荷比算出部４３、マススペクトル生成部４４、マスパラメーター調整部４５を含んで構成されている。処理部４０の各部を専用回路で実現してもよいし、処理部４０をマイクロコンピューター等で実現し、不図示の記憶部に記憶されたプログラムを実行することで各部として機能させるようにしてもよい。なお、本実施形態の処理部４０は、これらの構成要素の一部を省略したり、新たな構成要素を追加した構成としてもよい。
【００５６】
パラメーター設定部４１は、イオン源１０、分析部２０及び検出器３０のパラメーター（以下、「装置パラメーター」という）を設定する処理を行う。装置パラメーターとしては、イオン源１０の遅延引き出し法に関連するパラメーター（以下、「遅延引き出しパラメーター」という）やレーザーの強度、検出器３０の電圧などが挙げられる。また、本実施形態では、装置パラメーターのうち、操作部７０を介してユーザーにより指定されたｍ／ｚ値に対応付けて設定値を変更する装置パラメーターを調整パラメーターと呼ぶ。特に、本実施形態では、遅延引き出しパラメーターが調整パラメーターに含まれる。
【００５７】
遅延引き出しパラメーターは、例えば、サンプルプレートに印加する電圧（以下「サンプルプレート電圧」という）と加速電極１２に印加するパルス電圧との比を特定可能なパラメーターや当該パルス電圧の発生タイミングを特定可能なパラメーターなどである。サンプルプレート電圧とパルス電圧との比を特定可能なパラメーターは、例えば、サンプルレート電圧Ｖｓとパルス電圧の電圧幅｜Ｖｓ−Ｖ１｜との比、あるいは、ＶｓとＶ１との比などである。パルス電圧の発生タイミングを特定可能なパラメーターは、例えば、遅延時間Ｔｄなどである。
【００５８】
飛行時間計測部４２は、検出器３０の検出信号に基づいて、イオン源１０で発生したイオンが検出器３０に到達するまでの飛行時間を計測する処理を行う。そして、処理部４０は、計測された飛行時間と検出器３０の検出強度を対応づけてスペクトル情報５２を生成し、記憶部５０に保存する。
【００５９】
質量電荷比算出部４３は、飛行時間計測部が計測した飛行時間Ｔを、所定の変換式（キャリブレーション式）に基づいて質量電荷比ｍ／ｚに変換する処理を行う。飛行時間Ｔを質量電荷比ｍ／ｚに変換するキャリブレーション式は、例えば、次式（５）で表される。
【００６０】
【数５】
【００６１】
式（５）における３つの係数ａ，ｂ，ｃは、キャリブレーション係数と呼ばれ、あらかじめ、ｍ／ｚ値が既知の３種類以上の物質（以下、「既知物質」という）の飛行時間を計測することで算出することができ、キャリブレーション情報５４として記憶部５０に記憶されている。
【００６２】
マススペクトル生成部４４は、スペクトル情報５２を参照し、質量電荷比算出部４３が算出した質量電荷比ｍ／ｚと検出強度を対応づけてマススペクトル情報を生成する処理を行う。生成されたマススペクトル情報は表示部６０に転送され、横軸をｍ／ｚ値、縦軸を検出強度とするマススペクトルのグラフが表示部６０に表示される。
【００６３】
パラメーター調整部４５は、調整テーブル５６に基づいて、ユーザーにより指定されたｍ／ｚ値に対応付けられる調整パラメーターの値を算出する処理を行う。
【００６４】
調整テーブル５６は、既知物質のｍ／ｚ値と調整パラメーターとの対応関係を定義する。本実施形態では、遅延引き出しパラメーターが調整パラメーターに含まれ、イオン源１０で所定の既知物質のイオンを発生させて得られるマススペクトルにおいて、ピーク付近の質量分解能が高くなるように調整された遅延引き出しパラメーターを当該既知物質のｍ／ｚ値と対応付けて調整テーブル５６が生成される。
【００６５】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、調整テーブル５６の一例を示す図である。図５（Ａ）の例では、３つの既知物質Ａ，Ｂ，Ｃに対する各ｍ／ｚ値Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃと調整後の遅延引き出しパラメーターＰａ，Ｐｂ，Ｐｃがそれぞれ対応付けられている。一方、図５（Ｂ）の例では、３つの既知物質Ａ，Ｂ，Ｃに対する各ｍ／ｚ値Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃと調整後の遅延引き出しパラメーターの既知物質Ａに対する相対値である０，ΔＰｂ，ΔＰｃがそれぞれ対応付けられている。図５（Ｂ）の例の場合、既知物質Ａ，Ｂ，Ｃに対する調整後の遅延引き出しパラメーターをそれぞれＰａ，Ｐｂ，Ｐｃとすると、Ｐｂ＝Ｐａ＋ΔＰｂ，Ｐｃ＝Ｐａ＋ΔＰｃで計算される。
【００６６】
例えば、パラメーター調整部４５は、指定されたｍ／ｚ値に応じて、調整テーブル５６に含まれる調整パラメーターの値を線形補間することにより、当該指定されたｍ／ｚ値に対応付けられる調整パラメーターの値を算出するようにしてもよい。
【００６７】
図６（Ａ）は、このようにして算出される調整パラメーターをグラフ化した図である。図６（Ａ）の横軸はｍ／ｚ値であり、図６（Ａ）の縦軸は調整パラメーター値である。図６（Ａ）の例では、図５（Ａ）又は図５（Ｂ）の調整テーブル５６に従い、ｍ／ｚ値がそれぞれＭａ，Ｍｂ，Ｍｃの３点ａ，ｂ，ｃがプロットされている。Ｍｂ＜Ｍａ＜Ｍｃであり、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭｂ＜Ｍ＜Ｍａの場合は、点ｂと点ａの間を線形補完することにより、Ｍに対する調整パラメーター値が算出される。また、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭａ＜Ｍ＜Ｍｃの場合は、点ａと点ｃの間を線形補完することにより、Ｍに対する調整パラメーター値が算出される。このようにすれば、指定されたｍ／ｚ値に対する適切な調整パラメーター値を自動的に算出することができる。
【００６８】
また、例えば、パラメーター調整部４５は、調整テーブル５６に含まれる調整パラメーターの値とｍ／ｚ値との関係式を多項式で近似し、当該多項式を用いて、指定されたｍ／ｚ値に対応付けられる調整パラメーターの値を算出するようにしてもよい。
【００６９】
図６（Ｂ）は、このようにして算出される調整パラメーターをグラフ化した図である。図６（Ｂ）の各軸は図６（Ａ）と同じである。図６（Ｂ）の例では、３点ａ，ｂ，ｃから調整パラメーターをｍ／ｚ値の多項式で近似し、指定されたｍ／ｚ値Ｍを当該多項式に代入することにより、Ｍに対する調整パラメーター値が算出される。このようにしても、指定されたｍ／ｚ値に対する適切な調整パラメーター値を自動的に算出することができる。
【００７０】
また、例えば、パラメーター調整部４５は、調整テーブル５６に含まれる各々の調整パラメーターの値が適用されるｍ／ｚの範囲を互いに重ならないように設定し、指定されたｍ／ｚ値が含まれるｍ／ｚの範囲に適用される調整パラメーターの値を、当該指定されたｍ／ｚ値に対応付けられる調整パラメーターの値としてもよい。
【００７１】
図６（Ｃ）は、このようにして算出される調整パラメーターをグラフ化した図である。図６（Ｃ）の各軸は図６（Ａ）と同じである。図６（Ｃ）の例では、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭｂを含む所定範囲に含まれる場合は、Ｍに対する調整パラメーター値としてＰｂが適用される。また、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭａを含む所定範囲に含まれる場合は、Ｍに対する調整パラメーター値としてＰａが適用される。また、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭｃを含む所定範囲に含まれる場合は、Ｍに対する調整パラメーター値としてＰｃが適用される。このようにすれば、計算負荷を軽減しながら、指定されたｍ／ｚ値に対して適切な調整パラメーター値を自動的に選択することができる。
【００７２】
そして、パラメーター設定部４１は、パラメーター調整部４４が算出した調整パラメーターの値に基づいて、イオン源１０の遅延引き出しパラメーターを再設定する処理を行い、飛行時間計測部４２、質量電荷比算出部４３、マススペクトル生成部４４による上記の各処理により再度マススペクトルが生成される。これにより、ユーザーにより指定されたｍ／ｚ値付近の質量分解能が高いマススペクトルが得られる。
【００７３】
（２）未知試料の質量分析方法
図７は、本実施形態の飛行時間質量装置を用いた未知試料の質量分析方法の一例を示すフローチャート図である。
【００７４】
まず、ユーザーは、測定対象となる質量範囲をカバーする複数の既知物質を測定し、マススペクトルを取得する（Ｓ１０）。例えば、図８に示すように、それぞれｍ／ｚ値がＭａ，Ｍｂ，Ｍｃである３つの既知物質Ａ，Ｂ，Ｃを測定することで、Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃに３つのピークを持つマススペクトルが得られる。このマススペクトルは、遅延引き出しパラメーターが初期設定のままで取得されたものなので、３つのピーク付近の質量分解能が高くない場合が多い。
【００７５】
次に、ユーザーは、それぞれの既知物質に対して質量分解能が高くなるように遅延引き出しパラメーターを調整し、調整テーブル５６を作成して記憶部５０に記録する（Ｓ２０）。例えば、図９（Ａ）に示すようなＭａ付近の質量分解能が高いマススペクトルが得られるように遅延引き出しパラメーターを調整し、調整後の遅延引き出しパラメーターをＰａとする。また、図９（Ｂ）に示すようなＭｂ付近の質量分解能が高いマススペクトルが得られるように遅延引き出しパラメーターを調整し、調整後の遅延引き出しパラメーターをＰｂとする。さらに、図９（Ｃ）に示すようなＭｃ付近の質量分解能が高いマススペクトルが得られるように遅延引き出しパラメーターを調整し、調整後の遅延引き出しパラメーターをＰｃとする。そして、ＭａとＰａ、ＭｂとＰｂ、ＭｃとＰｃをそれぞれ対応付けて図５（Ａ）あるいは図５（Ｂ）に示したような調整テーブル５６を作成し、記憶部５０に記録する。
【００７６】
次に、ユーザーは、未知試料を測定し、マススペクトルを取得する（Ｓ３０）。例えば、未知試料を測定することで、図１０（Ａ）に示すような、ｍ／ｚ値がＭの付近にピークを持つマススペクトルが得られる。このマススペクトルは、イオン源１０に所定の遅延引き出しパラメーター（例えば遅延引き出しパラメーターＰａなど）を設定して取得されたものであり、ピーク付近の質量分解能が高くない場合が多い。
【００７７】
次に、ユーザーは、マススペクトルを確認し、調整の中心としたいｍ／ｚ値を指定し、再度、マススペクトルを取得する（Ｓ４０）。
【００７８】
本実施形態の飛行時間質量分析装置１は、ユーザーにより指定されたｍ／ｚ値から、このｍ／ｚ値に対応付けられる調整パラメーターの値を算出し、イオン源１０の遅延引き出しパラメーターを再設定する。さらに、飛行時間質量分析装置１は、未知試料の測定を開始し、前述した各部の処理により、再度、マススペクトルを生成する。
【００７９】
例えば、ステップＳ３０で図１０（Ａ）のようなマススペクトが取得された場合、ステップＳ４０においてｍ／ｚ値としてＭを指定すれば、図１０（Ｂ）に示すような、ピーク付近の質量分解能が高いマススペクトルが得られる。
【００８０】
以上に説明した第１実施形態の飛行時間質量分析装置によれば、既知物質のｍ／ｚ値と遅延引き出しパラメーターの値との対応関係が定義された調整テーブル５６に基づいて、ユーザーにより指定されたｍ／ｚ値に対応付けられる調整パラメーターの値が算出され、遅延引き出しパラメーターが再設定され、再度マススペクトルが生成される。例えば、ユーザーが調整の中心としたいｍ／ｚ値を指定すれば、これに応じた適切な遅延引き出しパラメーターが自動的に算出されるので、ユーザーが遅延引き出しパラメーターを自ら調整する必要がない。従って、第１実施形態の飛行時間質量分析装置によれば、ユーザーの手間を軽減しながら、指定されたｍ／ｚ値に応じた質の良いマススペクトルを得ることができる。
【００８１】
２．第２実施形態
一般的に、イオンのｍ／ｚ値が大きいほど、イオン化効率、イオン透過率、検出感度が悪化する。そこで、第２実施形態の飛行時間質量分析装置では、イオンのｍ／ｚ値によらず均一な質のスペクトルを取得するために、調整テーブル５６の調整パラメーターとして検出器３０の電圧やイオン源１０のレーザー強度を追加する。
【００８２】
第２実施形態の飛行時間質量分析装置の構成は図１と同様であり、以下では、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００８３】
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、第２実施形態における調整テーブル５６の一例を示す図である。図１１（Ａ）の例では、図５（Ａ）の調整テーブル５６に、ｍ／ｚ値Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃとそれぞれ対応づけて検出器３０に設定する電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが追加されている。一方、図１１（Ｂ）の例では、図５（Ｂ）の調整テーブル５６に、ｍ／ｚ値Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃとそれぞれ対応づけて検出器３０に設定する電圧値の既知物質Ａに対する相対値である０，ΔＶｂ，ΔＶｃが追加されている。図１１（Ｂ）の例の場合、既知物質Ａ，Ｂ，Ｃに対してそれぞれ検出器３０に設定する電圧値をＶａ，Ｖｂ，Ｖｃとすると、Ｖｂ＝Ｖａ＋ΔＶｂ，Ｖｃ＝Ｖａ＋ΔＶｃで計算される。
【００８４】
パラメーター調整部４５は、調整テーブル５６に基づいて、指定されたｍ／ｚ値に対応付けられる調整パラメーター（遅延引き出しパラメーター、検出器電圧、レーザー強度など）の値を算出する。
【００８５】
また、パラメーター設定部４１は、パラメーター調整部４５が算出した調整パラメーター値に基づいて、イオン源１０に遅延引き出しパラメーターやレーザー強度を再設定し、検出器３０に電圧を再設定する。
【００８６】
そして、未知試料の測定が開始され、前述した各部の処理により、再度、マススペクトルが生成される。
【００８７】
このように、第２実施形態の飛行時間質量分析装置によれば、調整パラメーターにレーザーの強度や検出器３０の電圧値を含め、指定されたｍ／ｚ値に応じてレーザーの強度や検出器３０の電圧を適切に調整することで、ｍ／ｚ値によらず均一な質のスペクトルを取得することができる。
【００８８】
３．第３実施形態
調整パラメーターを再設定してイオン源１０などの装置条件を変更すると、イオンの飛行時間が変化するため、マススペクトルにおいて観測されるｍ／ｚ値がわずかに変化して真の値からずれる。そのため、それに合わせてキャリブレーションも変更する必要がある。そこで、第３実施形態の飛行時間質量分析装置では、このｍ／ｚ値のずれを補正するようなｍ／ｚ補正量を、あらかじめ調整テーブル５６の調整パラメーターに含めておく。
【００８９】
第３実施形態の飛行時間質量分析装置の構成は図１と同様であり、以下では、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００９０】
調整テーブル５６を作成するためには、例えば、まず、既知物質Ａのｍ／ｚ値Ｍａ付近の質量分解能が高くなるように調整した遅延引き出しパラメーターＰａをイオン源１０に設定し、既知物質Ａ，Ｂ，Ｃを測定する。これにより得られる既知物質Ａ，Ｂ，Ｃの各飛行時間Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃとｍ／ｚ値Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃの関係からキャリブレーション式（５）の係数ａ，ｂ，ｃを決定する。
【００９１】
次に既知物質Ｂに対するピーク付近の質量分解能が高くなるように調整したマススペクトルにおいて当該ピークのｍ／ｚ値のＭｂからのずれ（ｍ／ｚ補正量）ΔＭｂを調整テーブル５６に追加する。
【００９２】
同様に、既知物質Ｃに対するピーク付近の質量分解能が高くなるように調整したマススペクトルにおいて当該ピークのｍ／ｚ値のＭｃからのずれ（ｍ／ｚ補正量）ΔＭｃを調整テーブル５６に追加する。
【００９３】
図１２は、第３実施形態における調整テーブル５６の一例を示す図である。図１２の例では、図１１（Ｂ）の調整テーブル５６に、ｍ／ｚ値Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃとそれぞれに対応づけてｍ／ｚ値の補正量０，ΔＭｂ，ΔＭｃが追加されている。
【００９４】
未知試料を測定する際は、まず、イオン源１０に、遅延引き出しパラメーターＰａを設定してマススペクトルを取得する。これにより、図１０（Ａ）に示したような、未知試料のｍ／ｚ値であるＭ付近にピークを持つマススペクトルが取得される。このマススペクトルは、イオン源１０に遅延引き出しパラメーターＰａを設定して取得されたものであり、ピーク付近の質量分解能が高くない場合が多い。
【００９５】
ユーザーがこのマススペクトルを確認し、調整の中心としたいｍ／ｚ値としてＭを指定すると、パラメーター調整部４５により遅延引き出しパラメーターが調整され、パラメーター設定部４１によりこの調整された遅延引き出しパラメーターがイオン源に再設定され、飛行時間計測部４２により未知試料の飛行時間が再度計測される。この飛行時間をＴｍとしてキャリブレーション式（５）に代入すると、次式（６）に示すように、未知試料の真のｍ／ｚ値であるＭからΔＭだけずれたＭ＋ΔＭに変換される。
【００９６】
【数６】
【００９７】
そこで、本実施形態では、飛行時間Ｔｍがｍ／ｚ値Ｍに変換されるように、質量電荷比算出部４３により、キャリブレーション式（５）のいずれかの係数が変更される。例えば、キャリブレーション係数ｂをｂ’に変更することで新たなキャリブレーション式として次式（７）が得られる。
【００９８】
【数７】
【００９９】
式（６）と式（７）より、次式（８）が導かれる。
【０１００】
【数８】
【０１０１】
式（８）において、ｂとＴｍは既知であり、Ｍもユーザーが指定するｍ／ｚ値であるので既知である。従って、ｍ／ｚ補正量ΔＭを算出すれば、式（８）より、ｂ’を算出することができる。
【０１０２】
本実施形態では、質量電荷比算出部４３は、調整テーブル５６を参照し、ｍ／ｚ値Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃに対するｍ／ｚ補正量０，ΔＭｂ，ΔＭｃからＭに対するｍ／ｚ補正量ΔＭを算出する。
【０１０３】
つまり、調整テーブル５６から、遅延引き出しパラメーターＰａを設定して取得されたマススペクトルにおいて、既知物質Ａに対するピークのｍ／ｚ値（＝Ｍａ）が指定された場合のｍ／ｚ補正量が０、既知物質Ｂに対するピークのｍ／ｚ値（＝Ｍｂ）が指定された場合のｍ／ｚ補正量がΔＭｂ、既知物質Ｃに対するピークのｍ／ｚ値（＝Ｍｃ）が指定された場合のｍ／ｚ補正量がΔＭｃであるから、未知物質に対するピークのｍ／ｚ値（＝Ｍ）が指定された場合のｍ／ｚ補正量ΔＭを推測して算出することができる。
【０１０４】
例えば、質量電荷比算出部４３は、ユーザーにより調整の中心として指定されたｍ／ｚ値に応じて、調整テーブル５６に含まれるｍ／ｚ補正量の値を線形補間することにより、当該指定されたｍ／ｚ値に対応付けられるｍ／ｚ補正量の値を算出するようにしてもよい。
【０１０５】
図１３（Ａ）は、このようにして算出されるｍ／ｚ補正量をグラフ化した図である。図１３（Ａ）の横軸は調整の中心として指定されるｍ／ｚ値であり、図１３（Ａ）の縦軸はｍ／ｚ補正量である。図１３（Ａ）の例では、図１２の調整テーブル５６に従い、ｍ／ｚ値がＭａでｍ／ｚ補正量が０の点ａ、ｍ／ｚ値がＭｂでｍ／ｚ補正量がΔＭｂの点ｂ、ｍ／ｚ値がＭｃでｍ／ｚ補正量がΔＭｃの点ｃの３点がプロットされている。Ｍｂ＜Ｍａ＜Ｍｃであり、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭｂ＜Ｍ＜Ｍａの場合は、点ｂと点ａの間を線形補完することにより、ｍ／ｚ補正量ΔＭが算出される。また、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭａ＜Ｍ＜Ｍｃの場合は、点ａと点ｃの間を線形補完することにより、ｍ／ｚ補正量ΔＭが算出される。このようにすれば、指定されたｍ／ｚ値に対する適切なｍ／ｚ補正量を自動的に算出することができる。
【０１０６】
また、例えば、質量電荷比算出部４３は、調整テーブル５６に含まれるｍ／ｚ補正量の値とｍ／ｚ値との関係式を多項式で近似し、当該多項式を用いて、ユーザーにより指定されたｍ／ｚ値に対応付けられるｍ／ｚ補正量の値を算出するようにしてもよい。
【０１０７】
図１３（Ｂ）は、このようにして算出されるｍ／ｚ補正量をグラフ化した図である。図１３（Ｂ）の各軸は図１３（Ａ）と同じである。図１３（Ｂ）の例では、３点ａ，ｂ，ｃからｍ／ｚ補正量をｍ／ｚ値の多項式で近似し、指定されたｍ／ｚ値Ｍを当該多項式に代入することにより、ｍ／ｚ補正量ΔＭが算出される。このようにしても、指定されたｍ／ｚ値に対する適切なｍ／ｚ補正量を自動的に算出することができる。
【０１０８】
また、例えば、質量電荷比算出部４３は、調整テーブル５６に含まれる各々のｍ／ｚ補正量の値が適用されるｍ／ｚの範囲を互いに重ならないように設定し、ユーザーにより指定されたｍ／ｚ値が含まれるｍ／ｚの範囲に適用されるｍ／ｚ補正量の値を、当該指定されたｍ／ｚ値に対応付けられるｍ／ｚ補正量の値としてもよい。
【０１０９】
図１３（Ｃ）は、このようにして算出されるｍ／ｚ補正量をグラフ化した図である。図１３（Ｃ）の各軸は図１３（Ａ）と同じである。図１３（Ｃ）の例では、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭｂを含む所定範囲に含まれる場合は、ｍ／ｚ補正量ΔＭとしてΔＭｂが適用される。また、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭａを含む所定範囲に含まれる場合は、ｍ／ｚ補正量ΔＭとして０が適用される。また、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭｃを含む所定範囲に含まれる場合は、ｍ／ｚ補正量ΔＭとしてΔＭｃが適用される。このようにすれば、計算負荷を軽減しながら、指定されたｍ／ｚ値に対する適切なｍ／ｚ補正量を自動的に選択することができる。
【０１１０】
そして、ｍ／ｚ補正量ΔＭを用いて式（８）より新たな係数ｂ’を算出し、新たなキャリブレーション式（７）を用いることで、図１０（Ｂ）に示したような、未知試料の真のｍ／ｚ値であるＭ付近の質量分解能が高いマススペクトルが得られる。
【０１１１】
このように、第３実施形態の飛行時間質量分析装置によれば、調整テーブル５６に調整パラメーターとして既知物質に対するｍ／ｚ補正量を含め、このｍ／ｚ補正量に基づいて、指定されたｍ／ｚ値に応じてキャリブレーション係数を変更することで、真のｍ／ｚ値に修正することができる。
【０１１２】
特に、スポットごとに観測される質量が大幅に異なる場合に、それぞれのスポットから取得されるマススペクトルの質を向上させることができる。例えば、サンプルプレートに、前述液体クロマトグラフィーの一種であるサイズ排除クロマトグラフィーからの溶出物を複数のスポットに分けて測定する場合に有効である。サイズ排除クロマトグラフィーからは、一般的に分子量が大きい順で溶出するので、分注されたスポット内はある程度の分子量範囲に収まるが、スポット間の分子量分布は広い。そのため、スポット間で遅延引き出しパラメーター等の調整パラメーターの変更が必要となる。
【０１１３】
４．第４実施形態
第１実施形態〜第３実施形態の飛行時間質量分析装置は、一度マススペクトルを生成し、ユーザーがこのマススペクトルを確認して調整の中心としたいｍ／ｚ値を指定した後、再度、マススペクトルを生成している。これに対して、第４実施形態の飛行時間質量分析装置は、あらかじめ調整の中心としたいｍ／ｚ値を指定しておき、一度だけマススペクトルを生成する。
【０１１４】
第４実施形態の飛行時間質量分析装置の構成は図１と同様であり、以下では、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１１５】
図１４は、第４実施形態の飛行時間質量装置を用いた未知試料の質量分析方法の一例を示すフローチャート図である。
【０１１６】
まず、ユーザーは、測定対象のスポット毎に、調整の中心としたいｍ／ｚ値をあらかじめ指定する（Ｓ１１０）。パラメーター調整部４５は、測定対象の各スポットと指定されたｍ／ｚ値を対応付けて記憶部５０に記憶する。
【０１１７】
次に、測定対象の１つのスポットを選択し、選択したスポットに対して、未知試料を測定し、マススペクトルを取得する（Ｓ１２０）。パラメーター調整部４５は、記憶部５０を参照し、ステップＳ１１０でこのスポットに対応付けて記憶したｍ／ｚ値を指定して調整パラメーターを算出する。そして、パラメーター設定部４１は、パラメーター調整部４５により算出された調整パラメーターを設定し、未知試料の測定が開始される。この１回の測定により、測定対象のスポットに対してあらかじめ指定されたｍ／ｚ値の質量分解能が高いマススペクトルが得られる。
【０１１８】
未測定の測定対象スポットがまだあれば（Ｓ１３０のＹ）、新たな測定対象スポットを１つ選択し、ステップＳ１２０の処理を行い、未測定の測定対象スポットが無くなれば（Ｓ１３０のＮ）、処理を終了する。
【０１１９】
なお、測定対象のすべてのスポットに対する測定を自動で行ってもよいし、ユーザーの指示を待ってスポット毎に測定を行ってもよい。
【０１２０】
このように、第４実施形態の飛行時間質量分析装置によれば、測定対象となるスポット毎に調整の中心となるｍ／ｚ値をあらかじめ指定しておくことで、未知試料の測定結果に応じてユーザーが調整の中心となるｍ／ｚ値を指定して再度測定し直す必要がなくなる。従って、複数のスポットに対して連続した自動測定が可能となるとともに、各スポットに対して１回の測定で済む。例えば、スポット毎に測定対象のマスレンジを推測することができるような場合は、あらかじめスポット毎に調整の中心としたいｍ／ｚ値を指定しておくことで、自動測定が可能である。
【０１２１】
例えば、イオン源１０のサンプルプレートに、液体クロマトグラフィーの一種であるサイズ排除クロマトグラフィーからの溶出物を複数のスポットに分注し、スポット毎に測定するような場合、サイズ排除クロマトグラフィーからは、一般的に分子量が大きい順で溶出するので、スポット毎に測定対象のマスレンジを推測することができる。このような場合、あらかじめスポット毎に調整の中心としたいｍ／ｚ値を指定しておくことが可能である。
【０１２２】
５．第５実施形態
第５実施形態の飛行時間質量装置は、測定対象のすべてのスポットに対して全自動で質量分析処理を行う。
【０１２３】
第５実施形態の飛行時間質量分析装置の構成は図１と同様であり、以下では、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１２４】
図１５は、第５実施形態の飛行時間質量装置における処理部４０による処理の一例を示すフローチャート図である。
【０１２５】
まず、処理部４０は、測定対象の１つのスポットを選択し、選択したスポットに対して、未知試料を測定する（Ｓ２１０）。
【０１２６】
次に、処理部４０は、ステップＳ２１０で観測される最も強い強度のｍ／ｚ値を算出し、記憶部５０に記憶する（Ｓ２２０）。具体的には、パラメーター調整部４５が、検出器３０の検出信号に基づいて、最も強い強度に対応するｍ／ｚ値を算出する。
【０１２７】
未測定の測定対象スポットがまだあれば（Ｓ２３０のＹ）、処理部４０は、新たな測定対象スポットを１つ選択し、ステップＳ２１０とＳ２２０の処理を行う。
【０１２８】
未測定の測定対象スポットが無くなれば（Ｓ１３０のＮ）、処理部４０は、測定対象の1つのスポットを選択し、選択したスポットに対応付けてステップＳ２２０で記憶したｍ／ｚ値を指定し、調整パラメーターを算出する（Ｓ２４０）。
【０１２９】
次に、処理部４０は、ステップＳ２４０で算出した調整パラメーターをイオン源１０や検出器３０に再設定し、選択したスポットに対して未知試料を測定し、マススペクトルを生成する（Ｓ２５０）。
【０１３０】
未測定の測定対象スポットがまだあれば（Ｓ２６０のＹ）、未測定の測定対象スポットが無くなるまで（Ｓ２６０のＮ）、処理部４０は、新たな測定対象スポットを１つ選択し、ステップＳ２４０とＳ２５０の処理を行う。
【０１３１】
このように、第５実施形態の飛行時間質量装置によれば、測定対象となるスポット毎に１回目の測定を行い、最も強い強度に対応するｍ／ｚ値が調整の中心となるような調整パラメーターを算出し、２回目の測定を行うことで、スポット毎に測定対象のマスレンジを推測できないような場合でも複数のスポットに対して連続した自動測定が可能となる。
【０１３２】
なお、本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１３３】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１３４】
１ 飛行時間質量分析装置、２ サンプル、１０ イオン源、１１ サンプルプレート、１２ 加速電極、１３ 加速電極、１４ レンズ、１５ ミラー、１６ ミラー、１７ レンズ、１８ ＣＣＤカメラ、２０ 分析部、３０ 検出器、４０ 処理部、４１ パラメーター設定部、４２ 飛行時間計測部、４３ 質量電荷比算出部、４４ マススペクトル生成部、４５ マスパラメーター調整部、５０ 記憶部、５２ スペクトル情報、５４ キャリブレーション情報、５６ 調整テーブル、６０ 表示部、７０ 操作部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微量化合物の定量分析、定性一斉分析、および試料イオンの構造解析分野に用いられる飛行時間質量分析装置及び飛行時間質量分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛行時間質量分析計（ＴＯＦＭＳ：Time Of Flight Mass Spectrometer）は、イオンを一定の加速電圧Ｖａで加速・飛行させ、検出器に到達するまでに要する時間からイオンの質量電荷比（ｍ／ｚ）を求める質量分析装置である。このとき、エネルギー保存則から、次式（１）が成り立つ。
【０００３】
【数１】
【０００４】
ただし、ｖはイオンの速度、ｍはイオンの質量、ｚはイオンの価数、ｅは素電荷である。
【０００５】
式（１）より、イオンの速度ｖは、次式（２）で表される。
【０００６】
【数２】
【０００７】
従って、イオンが一定距離Ｌの後に置いた検出器に到着するまでの飛行時間Ｔは、次式（３）で表される。
【０００８】
【数３】
【０００９】
式（３）よりわかるように、飛行時間Ｔがイオンのｍ／ｚによって異なることを利用して、イオンをｍ／ｚ値で分離することができる。
【００１０】
ＴＯＦＭＳから得られる結果は、飛行時間Ｔを変換したｍ／ｚ値と各ｍ／ｚ値に対するイオン強度との関係であり、この関係を表示したものはマススペクトルと呼ばれる。このとき、Ｔをｍ／ｚに変換する作業をキャリブレーションと呼び、変換に利用する式をキャリブレーション式と呼ぶ。理論的に式（３）により変換できるが、より高い質量精度を得るためには、系統的な誤差を吸収するような多項式が利用されることが多い。
【００１１】
図１６（Ａ）に示すような、イオン源から直線的に検出器まで飛行させる直線型ＴＯＦＭＳや、図１６（Ｂ）に示すような、イオン源と検出器の間に反射場を置くことにより、エネルギー収束性の向上と飛行距離の延長を可能にする反射型ＴＯＦＭＳが広く利用されている。
【００１２】
ＴＯＦＭＳの質量分解能Ｒは、総飛行時間をＴ、ピーク幅をΔＴとすると、次式（４）で定義される。
【００１３】
【数４】
【００１４】
すなわち、ピーク幅ΔＴを一定にして、総飛行時間Ｔを延ばすことができれば、質量分解能を向上させられる。しかし、従来の直線型、反射型のＴＯＦＭＳでは、総飛行時間Ｔを延ばすこと、すなわち総飛行距離を延ばすことは装置の大型化に直結する。装置の大型化を避け、かつ高質量分解能を実現するために開発された装置が、多重周回型ＴＯＦＭＳ（非特許文献１）である。この装置は、円筒電場にマツダプレートを組み合わせたトロイダル電場を４個用い、８の字型の周回軌道を多重周回させることにより、総飛行時間Ｔを伸ばすことができる。この装置では、初期位置・初期角度・初期運動エネルギーによる検出面での空間的な広がりと時間的な広がりを１次の項まで収束することに成功している。
【００１５】
しかし、閉軌道を多重周回する飛行時間質量分析装置には、「追い越し」の問題が存在する。これは閉軌道を多重周回するため、軽いイオン（速度が大きい）が重いイオン（速度が小さい）を追い越してしまうことにより起こる。このため、検出面に軽いイオンから順に到着するという飛行時間質量分析計の基本概念が通用しなくなる。
【００１６】
この問題を解決するために考案されたのが、らせん軌道型飛行時間質量分析装置である。らせん軌道型飛行時間質量分析装置は、閉軌道の始点と終点を閉軌道面に対して垂直方向にずらすことを特徴としている。これを実現するためには、イオンをはじめから斜めから入射する方法（特許文献１）や、デフレクタを用いて閉軌道の始点と終点を垂直方向にずらす方法（特許文献２）、積層型トロイダル電場を用いる方法（特許文献３）がある。
【００１７】
また、同様のコンセプトとして、追い越しの起こる多重反射型ＴＯＦＭＳ（特許文献４）の軌道をジグザグ型にしたＴＯＦＭＳも考案されている（特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２０００−２４３３４５号公報
【特許文献２】特開２００３−８６１２９号公報
【特許文献３】特開２００６−１２７８２号公報
【特許文献４】英国特許第２０８００２１号明細書
【特許文献５】国際公開第２００５／００１８７８号明細書
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】M. Toyoda, D. Okumura, M. Ishihara and I. Katakuse, J. Mass Spectrom., 2003, 38, 1125-1142.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
ところで、ＴＯＦＭＳのイオン源の１つに、マトリックス支援レーザー脱離／イオン化法（ＭＡＬＤＩ）法により試料をイオン化するものがある。以下、ＭＡＬＤＩ法とＴＯＦＭＳを組み合わせた装置をＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳと呼ぶ。ＭＡＬＤＩ法は、使用するレーザー光波長に吸収帯をもつマトリックス（液体や結晶性化合物、金属粉など）に試料を混合溶解させて固化し、これにレーザー照射して試料を気化あるいはイオン化させる方法である。通常のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳでは、導電性のサンプルプレート上に、複数のスポットが準備され、スポットごとにサンプルとマトリックスの混合物を結晶化させる。このサンプルプレートはマイクロタイタープレート形式であることが多い。ユーザーは、測定前に試料とマトリックスを混合した溶液をこのサンプルプレート上に準備する。最近では、液体クロマトグラフィーなどの分離手段から溶出物を順次マトリックスと混合し、サンプルプレート上に滴下する方法も用いられる。
【００２１】
ＭＡＬＤＩ法に代表されるレーザーによるイオン化では、イオン生成時の初期エネルギー分布が大きく、これを飛行軸方向に収束させるため、遅延引き出し法がほとんどの場合で用いられる。これはレーザー照射より数１００ｎｓｅｃ程度遅れてパルス電圧を印加する方法である。遅延引き出し法の採用によりＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳは大幅に性能を向上させた。
【００２２】
しかしながら、遅延引き出し法の欠点としてｍ／ｚ値により収束点の位置がわずかに異なることが挙げられる。それにより、あるｍ／ｚ値で質量分解能が高くなるように装置条件を設定すると、そのｍ／ｚ値から離れるほど質量分解能が悪化してしまう。質の良いマススペクトルを取得するためには、測定レンジあるいは注目するｍ／ｚ値により装置条件を変更する必要があるが、現状では、ユーザーの経験に基づいて最適な装置条件に調整する作業が必要であり、この調整に手間を要していた。
【００２３】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、ユーザーの手間を軽減しながら、指定されたイオンの質量電荷比に応じた質の良いマススペクトルを得ることができる飛行時間質量分析装置及び飛行時間質量分析方法を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
（１）本発明は、
レーザー照射によりサンプルをイオン化し、発生したイオンを遅延引き出し法により加速するイオン源と、
前記イオン源から飛行して到達したイオンを検出する検出器と、
既知物質の質量電荷比の値と、前記イオン源の前記遅延引き出し法に関連する遅延引き出しパラメーターを含む所与の調整パラメーターの値との対応関係を定義する調整テーブルを記憶する記憶部と、
前記調整テーブルに基づいて、指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出するパラメーター調整部と、
前記パラメーター調整部が算出した前記調整パラメーターの値に基づいて、前記イオン源の前記遅延引き出しパラメーターを設定するパラメーター設定部と、
前記遅延引き出しパラメーターが設定された前記イオン源で発生したイオンが前記検出器に到達するまでの飛行時間を計測する飛行時間計測部と、を含む、飛行時間質量分析装置である。
【００２５】
本発明によれば、既知物質の質量電荷比の値と遅延引き出しパラメーターを含む調整パラメーターの値との対応関係が定義された調整テーブルに基づいて、指定された質量電荷比の値に対応付けられる調整パラメーターの値が算出され、遅延引き出しパラメーターが設定される。そのため、例えばユーザーが調整の中心としたい質量電荷比の値を指定すれば、これに応じた適切な遅延引き出しパラメーターが自動的に算出されるので、ユーザーが遅延引き出しパラメーターを自ら調整する必要がない。従って、本発明によれば、ユーザーの手間を軽減しながら、指定されたイオンの質量電荷比に応じた質の良いマススペクトルを得ることができる。
【００２６】
（２）この飛行時間質量分析装置において、
前記遅延引き出しパラメーターは、
前記イオン源のサンプルプレートに印加するサンプルプレート電圧と前記イオン源の加速電極に印加するパルス電圧との比を特定可能なパラメーター及び前記パルス電圧の発生タイミングを特定可能なパラメーターの少なくとも一方を含むようにしてもよい。
【００２７】
（３）この飛行時間質量分析装置において、
前記パラメーター調整部は、
前記指定された質量電荷比の値に応じて、前記調整テーブルに含まれる前記調整パラメーターの値を線形補間することにより、前記指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出するようにしてもよい。
【００２８】
このようにすれば、指定された質量電荷比の値に対する適切な調整パラメーターの値を自動的に算出することができる。
【００２９】
（４）この飛行時間質量分析装置において、
前記パラメーター調整部は、
前記調整テーブルに含まれる前記調整パラメーターの値と前記質量電荷比の値との関係式を多項式で近似し、当該多項式を用いて前記指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出するようにしてもよい。
【００３０】
このようにしても、指定された質量電荷比の値に対する適切な調整パラメーターの値を自動的に算出することができる。
【００３１】
（５）この飛行時間質量分析装置において、
前記パラメーター調整部は、
前記調整テーブルに含まれる各々の前記調整パラメーターの値が適用される質量電荷比の範囲を互いに重ならないように設定し、前記指定された質量電荷比の値が含まれる前記質量電荷比の範囲に適用される前記調整パラメーターの値を、前記指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値とするようにしてもよい。
【００３２】
このようにすれば、計算負荷を軽減しながら、指定された質量電荷比の値に対して適切な調整パラメーターの値を自動的に選択することができる。
【００３３】
（６）この飛行時間質量分析装置において、
前記調整パラメーターは、
前記イオン源に照射するレーザーの強度及び前記検出器の電圧の少なくとも一方を含み、
前記パラメーター設定部は、
前記パラメーター調整部が算出した前記調整パラメーターの値に基づいて、前記レーザーの強度及び前記検出器の電圧の少なくとも一方を設定するようにしてもよい。
【００３４】
一般的に、イオンの質量電荷比の値が大きいほど、イオン化効率、イオン透過率、検出感度などが悪化する傾向がある。レーザーの強度を上げることでイオン化効率やイオン透過率を向上させることができる。また、検出器の電圧を上げることで検出感度が向上する。そこで、このように、調整パラメーターにレーザーの強度や検出器の電圧値を含め、指定された質量電荷比の値に応じてレーザーの強度や検出器の電圧を適切に調整することで、イオンの質量電荷比の値によらず均一な質のスペクトルを取得することができる。
【００３５】
（７）この飛行時間質量分析装置は、
前記飛行時間計測部が計測した飛行時間を、所定の変換式に基づいて質量電荷比に変換する質量電荷比算出部をさらに含み、
前記調整テーブルは、
前記調整パラメーターとして、前記既知物質の各々について、当該調整テーブルに含まれる当該既知物質の前記遅延引き出しパラメーターの値を前記イオン源に設定して計測される飛行時間から前記変換式に基づいて変換した質量電荷比の値を前記調整テーブルに含まれる当該既知物質の質量電荷比の値に補正するための補正量を含み、
前記質量電荷比算出部は、
前記調整テーブルに含まれる前記補正量に基づいて前記変換式の係数を変更するようにしてもよい。
【００３６】
遅延引き出しパラメーターを変更するとイオンの飛行時間が変わるので、飛行時間を質量電荷比に変換する変換式の係数を変更しなければ、イオンの見かけ上の質量電荷比の値が真の値からずれることになる。そこで、このように、調整パラメーターに、既知物質に対する質量電荷比の値のずれを補正するための補正量を含め、この補正量に基づいて、指定された質量電荷比の値に応じて変換式の係数を変更することで、真の質量電荷比の値に修正することができる。
【００３７】
（８）この飛行時間質量分析装置において、
前記パラメーター調整部は、
前記イオン源のサンプルプレート上に配置された測定対象となるスポット毎に、あらかじめ指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出し、
前記パラメーター設定部は、
前記イオン源の測定対象となるとなるスポット毎に、前記パラメーター調整部が算出した前記調整パラメーターの値に基づいて、前記遅延引き出しパラメーターを設定するようにしてもよい。
【００３８】
このように、測定対象となるスポット毎に調整の中心となる質量電荷比の値をあらかじめ指定しておくことで、未知試料の測定結果に応じてユーザーが調整の中心となる質量電荷比の値を指定して再度測定し直す必要がなくなる。従って、スポット毎に測定対象のマスレンジを推測することができるような場合は、複数のスポットに対して連続した自動測定が可能となるとともに、各スポットに対して１回の測定で済む。
【００３９】
（９）この飛行時間質量分析装置において、
前記パラメーター調整部は、
前記検出器の検出信号に基づいて、最も強い強度に対応する質量電荷比の値を算出し、算出した当該質量電荷比の値を指定して前記調整パラメーターの値を算出するようにしてもよい。
【００４０】
このように、測定対象となるスポット毎に１回目の測定を行い、最も強い強度に対応する質量電荷比の値が調整の中心となるような調整パラメーターを算出し、２回目の測定を行うことで、スポット毎に測定対象のマスレンジを推測できないような場合でも複数のスポットに対して連続した自動測定が可能となる。
【００４１】
（１０）この飛行時間質量分析装置において、
前記イオン源は、
ＭＡＬＤＩ法によりサンプルをイオン化するようにしてもよい。
【００４２】
（１１）本発明は、
既知物質の質量電荷比の値と、レーザー照射によりサンプルをイオン化し、発生したイオンを遅延引き出し法により加速するイオン源の当該遅延引き出し法に関連する遅延引き出しパラメーターを含む所与の調整パラメーターの値との対応関係を定義する調整テーブルに基づいて、指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出するパラメーター調整ステップと、
前記パラメーター調整ステップで算出した前記調整パラメーターの値に基づいて、前記イオン源の前記遅延引き出しパラメーターを設定するパラメーター設定ステップと、
前記遅延引き出しパラメーターが設定された前記イオン源で発生したイオンが前記検出器に到達するまでの飛行時間を計測する飛行時間計測ステップと、を含む、飛行時間質量分析方法である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態の飛行時間質量分析装置の構成を示す図。
【図２】本実施形態のイオン源の概略構成を示す図。
【図３】図３（Ａ）はサンプルプレートに印加される電圧波形の一例を示す図であり、図３（Ｂ）は加速電極に印加される電圧波形の一例を示す図。
【図４】サンプルレートと加速電極の間の電位勾配を示す図。
【図５】調整テーブルの一例を示す図。
【図６】調整パラメーターの算出方法の一例を示す図。
【図７】未知試料の質量分析方法の一例を示すフローチャート図。
【図８】既知物質に対するパラメーター調整前のマススペクトルの概略図。
【図９】既知物質に対するパラメーター調整後のマススペクトルの概略図。
【図１０】未知試料に対するパラメーター調整前後のマススペクトルの概略図。
【図１１】第２実施形態における調整テーブルの一例を示す図。
【図１２】第３実施形態における調整テーブルの一例を示す図。
【図１３】ｍ／ｚ補正量の算出方法の一例を示す図。
【図１４】第４実施形態における未知試料の質量分析方法の一例を示すフローチャート図。
【図１５】第５実施形態における処理部による処理の一例を示すフローチャート図。
【図１６】図１６（Ａ）は直線型ＴＯＦＭＳの概念図であり、図１６（Ｂ）は反射型ＴＯＦＭＳの概念図。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００４５】
１．第１実施形態
（１）飛行時間質量分析装置
図１は、本実施形態の飛行時間質量分析装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の飛行時間質量分析装置（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳ）１は、イオン源１０、分析部２０、検出器３０、処理部４０、記憶部５０、表示部６０、操作部７０を含んで構成されている。なお、本実施形態の飛行時間質量分析装置は、これらの構成要素の一部を省略した構成としてもよい。
【００４６】
イオン源１０は、所定の方法で試料をイオン化し、一定のパルス電圧を発生させて、生成したイオンを検出器３０に向けて加速する。特に本実施形態のイオン源１０は、マトリックス支援レーザー脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ）法を用いて試料をイオン化するイオン源（ＭＡＬＤＩイオン源）であり、遅延引き出し法によりレーザー照射から所定時間遅れてパルス電圧を発生させる。
【００４７】
図２は、本実施形態のイオン源（ＭＡＬＤＩイオン源）１０の概略構成を示す図である。図２に示すように、サンプルプレート１１のスポット上に、マトリックス（液体や結晶性化合物、金属粉など）に試料を混合溶解させて固化したサンプル２を載せる。レンズ１４、ミラー１５によりレーザーをサンプル２に照射し、サンプル２を気化あるいはイオン化する。サンプルプレート１１からＬ１、Ｌ２だけ離れた位置に加速電極１２、１３がそれぞれ配置されており、サンプルプレート１１のスポット上で生成されたイオンは、加速電極１２、１３に印加された電圧により加速されて図１の分析部２０に導入される。なお、サンプル２の状態が観察できるように、ミラー１６、レンズ１７、ＣＣＤカメラ１８を配置している。
【００４８】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、遅延引き出し法による飛行時間測定を実現するために図２のサンプルプレート１１及び加速電極１２にそれぞれ印加される電圧波形の一例を示す図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の横軸は、処理部４０がレーザー発振を知らせるレーザーからの信号を受けた時刻からの経過時間を表している。また、本実施形態では、加速電極１３の電位を固定し、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の縦軸は、加速電極１３の電位に対するサンプルプレート１１及び加速電極１２の相対的な電位をそれぞれ示している。
【００４９】
図３（Ａ）に示すように、本実施形態では、サンプルプレート１１の電位は一定電位Ｖｓに設定される。一方、図３（Ｂ）に示すように、加速電極１２の電位は、時刻０〜Ｔｄまではサンプルプレート１１の電位Ｖｓと同電位に設定され、時刻Ｔから所定時間Ｔ１はサンプルプレート１１の電位Ｖｓと異なる電位Ｖ１に設定される。これにより、加速電極１２に、時間幅がＴ１、電圧幅が｜Ｖｓ−Ｖ１｜のパルス電圧が発生する。
【００５０】
図４（Ａ）は、時刻０〜Ｔｄにおけるサンプルレート１１と加速電極１３の間の電位勾配を示す図であり、図４（Ｂ）は、時刻Ｔｄ〜Ｔｄ＋Ｔ１におけるサンプルレート１１と加速電極１３の間の電位勾配を示す図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の横軸は、サンプルプレート１１からの距離を表している。また、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の縦軸は、加速電極１３の電位に対する相対的な電位をそれぞれ示している。
【００５１】
本実施形態では、図４（Ａ）に示すように、時刻０〜Ｔｄでは、サンプルプレート１１と加速電極１２は同電位であり、加速電極１２から加速電極１３への電位勾配が生じている。一方、図４（Ｂ）に示すように、時刻Ｔｄ〜Ｔｄ＋Ｔ１では、サンプルプレート１１から加速電極１２へ電位勾配と加速電極１２から加速電極１３への電位勾配が生じている。
【００５２】
このように、処理部４０がレーザー発振を知らせるレーザーからの信号を受けてから所定の遅延時間Ｔｄ（例えば数１００ｎｓｅｃ）の経過後に、加速電極１２の電圧をＶｓからＶ１に高速で変化させてサンプルプレート１１と加速電極１２の間に電位勾配を作ることで、イオンを加速させることができる。飛行時間計測の開始時間は、パルス電圧の立ち上がり時間と同期させる。
【００５３】
図１に戻り、分析部２０は、イオン源１０で生成されたイオンを、質量電荷比（ｍ／ｚ）の値に応じた飛行時間Ｔの違いに基づいて分離する。具体的には、前記の式（３）により、飛行時間Ｔがイオンのｍ／ｚ値によって異なることを利用してイオンを分離する。なお、分析部２０は、リニア型の飛行時間質量分析装置であればイオン源１０と検出器３０の間の自由空間に相当し、反射型の飛行時間質量分析装置であれば反射場を含むイオン源１０と検出器３０の間の空間に相当する。
【００５４】
分析部２０でｍ／ｚ値に応じて分離されたイオンは検出器３０に到達して検出される。具体的には、検出器３０は、入射するイオンの量（強度）に応じた検出信号を出力する。この検出器３０の検出信号は処理部４０に出力される。
【００５５】
処理部４０は、検出器３０の検出信号に基づいて、イオン源１０で発生したイオンの定性分析や定量分析の処理を行う。特に本実施形態では、処理部４０は、パラメーター設定部４１、飛行時間計測部４２、質量電荷比算出部４３、マススペクトル生成部４４、マスパラメーター調整部４５を含んで構成されている。処理部４０の各部を専用回路で実現してもよいし、処理部４０をマイクロコンピューター等で実現し、不図示の記憶部に記憶されたプログラムを実行することで各部として機能させるようにしてもよい。なお、本実施形態の処理部４０は、これらの構成要素の一部を省略したり、新たな構成要素を追加した構成としてもよい。
【００５６】
パラメーター設定部４１は、イオン源１０、分析部２０及び検出器３０のパラメーター（以下、「装置パラメーター」という）を設定する処理を行う。装置パラメーターとしては、イオン源１０の遅延引き出し法に関連するパラメーター（以下、「遅延引き出しパラメーター」という）やレーザーの強度、検出器３０の電圧などが挙げられる。また、本実施形態では、装置パラメーターのうち、操作部７０を介してユーザーにより指定されたｍ／ｚ値に対応付けて設定値を変更する装置パラメーターを調整パラメーターと呼ぶ。特に、本実施形態では、遅延引き出しパラメーターが調整パラメーターに含まれる。
【００５７】
遅延引き出しパラメーターは、例えば、サンプルプレートに印加する電圧（以下「サンプルプレート電圧」という）と加速電極１２に印加するパルス電圧との比を特定可能なパラメーターや当該パルス電圧の発生タイミングを特定可能なパラメーターなどである。サンプルプレート電圧とパルス電圧との比を特定可能なパラメーターは、例えば、サンプルレート電圧Ｖｓとパルス電圧の電圧幅｜Ｖｓ−Ｖ１｜との比、あるいは、ＶｓとＶ１との比などである。パルス電圧の発生タイミングを特定可能なパラメーターは、例えば、遅延時間Ｔｄなどである。
【００５８】
飛行時間計測部４２は、検出器３０の検出信号に基づいて、イオン源１０で発生したイオンが検出器３０に到達するまでの飛行時間を計測する処理を行う。そして、処理部４０は、計測された飛行時間と検出器３０の検出強度を対応づけてスペクトル情報５２を生成し、記憶部５０に保存する。
【００５９】
質量電荷比算出部４３は、飛行時間計測部が計測した飛行時間Ｔを、所定の変換式（キャリブレーション式）に基づいて質量電荷比ｍ／ｚに変換する処理を行う。飛行時間Ｔを質量電荷比ｍ／ｚに変換するキャリブレーション式は、例えば、次式（５）で表される。
【００６０】
【数５】
【００６１】
式（５）における３つの係数ａ，ｂ，ｃは、キャリブレーション係数と呼ばれ、あらかじめ、ｍ／ｚ値が既知の３種類以上の物質（以下、「既知物質」という）の飛行時間を計測することで算出することができ、キャリブレーション情報５４として記憶部５０に記憶されている。
【００６２】
マススペクトル生成部４４は、スペクトル情報５２を参照し、質量電荷比算出部４３が算出した質量電荷比ｍ／ｚと検出強度を対応づけてマススペクトル情報を生成する処理を行う。生成されたマススペクトル情報は表示部６０に転送され、横軸をｍ／ｚ値、縦軸を検出強度とするマススペクトルのグラフが表示部６０に表示される。
【００６３】
パラメーター調整部４５は、調整テーブル５６に基づいて、ユーザーにより指定されたｍ／ｚ値に対応付けられる調整パラメーターの値を算出する処理を行う。
【００６４】
調整テーブル５６は、既知物質のｍ／ｚ値と調整パラメーターとの対応関係を定義する。本実施形態では、遅延引き出しパラメーターが調整パラメーターに含まれ、イオン源１０で所定の既知物質のイオンを発生させて得られるマススペクトルにおいて、ピーク付近の質量分解能が高くなるように調整された遅延引き出しパラメーターを当該既知物質のｍ／ｚ値と対応付けて調整テーブル５６が生成される。
【００６５】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、調整テーブル５６の一例を示す図である。図５（Ａ）の例では、３つの既知物質Ａ，Ｂ，Ｃに対する各ｍ／ｚ値Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃと調整後の遅延引き出しパラメーターＰａ，Ｐｂ，Ｐｃがそれぞれ対応付けられている。一方、図５（Ｂ）の例では、３つの既知物質Ａ，Ｂ，Ｃに対する各ｍ／ｚ値Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃと調整後の遅延引き出しパラメーターの既知物質Ａに対する相対値である０，ΔＰｂ，ΔＰｃがそれぞれ対応付けられている。図５（Ｂ）の例の場合、既知物質Ａ，Ｂ，Ｃに対する調整後の遅延引き出しパラメーターをそれぞれＰａ，Ｐｂ，Ｐｃとすると、Ｐｂ＝Ｐａ＋ΔＰｂ，Ｐｃ＝Ｐａ＋ΔＰｃで計算される。
【００６６】
例えば、パラメーター調整部４５は、指定されたｍ／ｚ値に応じて、調整テーブル５６に含まれる調整パラメーターの値を線形補間することにより、当該指定されたｍ／ｚ値に対応付けられる調整パラメーターの値を算出するようにしてもよい。
【００６７】
図６（Ａ）は、このようにして算出される調整パラメーターをグラフ化した図である。図６（Ａ）の横軸はｍ／ｚ値であり、図６（Ａ）の縦軸は調整パラメーター値である。図６（Ａ）の例では、図５（Ａ）又は図５（Ｂ）の調整テーブル５６に従い、ｍ／ｚ値がそれぞれＭａ，Ｍｂ，Ｍｃの３点ａ，ｂ，ｃがプロットされている。Ｍｂ＜Ｍａ＜Ｍｃであり、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭｂ＜Ｍ＜Ｍａの場合は、点ｂと点ａの間を線形補完することにより、Ｍに対する調整パラメーター値が算出される。また、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭａ＜Ｍ＜Ｍｃの場合は、点ａと点ｃの間を線形補完することにより、Ｍに対する調整パラメーター値が算出される。このようにすれば、指定されたｍ／ｚ値に対する適切な調整パラメーター値を自動的に算出することができる。
【００６８】
また、例えば、パラメーター調整部４５は、調整テーブル５６に含まれる調整パラメーターの値とｍ／ｚ値との関係式を多項式で近似し、当該多項式を用いて、指定されたｍ／ｚ値に対応付けられる調整パラメーターの値を算出するようにしてもよい。
【００６９】
図６（Ｂ）は、このようにして算出される調整パラメーターをグラフ化した図である。図６（Ｂ）の各軸は図６（Ａ）と同じである。図６（Ｂ）の例では、３点ａ，ｂ，ｃから調整パラメーターをｍ／ｚ値の多項式で近似し、指定されたｍ／ｚ値Ｍを当該多項式に代入することにより、Ｍに対する調整パラメーター値が算出される。このようにしても、指定されたｍ／ｚ値に対する適切な調整パラメーター値を自動的に算出することができる。
【００７０】
また、例えば、パラメーター調整部４５は、調整テーブル５６に含まれる各々の調整パラメーターの値が適用されるｍ／ｚの範囲を互いに重ならないように設定し、指定されたｍ／ｚ値が含まれるｍ／ｚの範囲に適用される調整パラメーターの値を、当該指定されたｍ／ｚ値に対応付けられる調整パラメーターの値としてもよい。
【００７１】
図６（Ｃ）は、このようにして算出される調整パラメーターをグラフ化した図である。図６（Ｃ）の各軸は図６（Ａ）と同じである。図６（Ｃ）の例では、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭｂを含む所定範囲に含まれる場合は、Ｍに対する調整パラメーター値としてＰｂが適用される。また、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭａを含む所定範囲に含まれる場合は、Ｍに対する調整パラメーター値としてＰａが適用される。また、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭｃを含む所定範囲に含まれる場合は、Ｍに対する調整パラメーター値としてＰｃが適用される。このようにすれば、計算負荷を軽減しながら、指定されたｍ／ｚ値に対して適切な調整パラメーター値を自動的に選択することができる。
【００７２】
そして、パラメーター設定部４１は、パラメーター調整部４４が算出した調整パラメーターの値に基づいて、イオン源１０の遅延引き出しパラメーターを再設定する処理を行い、飛行時間計測部４２、質量電荷比算出部４３、マススペクトル生成部４４による上記の各処理により再度マススペクトルが生成される。これにより、ユーザーにより指定されたｍ／ｚ値付近の質量分解能が高いマススペクトルが得られる。
【００７３】
（２）未知試料の質量分析方法
図７は、本実施形態の飛行時間質量装置を用いた未知試料の質量分析方法の一例を示すフローチャート図である。
【００７４】
まず、ユーザーは、測定対象となる質量範囲をカバーする複数の既知物質を測定し、マススペクトルを取得する（Ｓ１０）。例えば、図８に示すように、それぞれｍ／ｚ値がＭａ，Ｍｂ，Ｍｃである３つの既知物質Ａ，Ｂ，Ｃを測定することで、Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃに３つのピークを持つマススペクトルが得られる。このマススペクトルは、遅延引き出しパラメーターが初期設定のままで取得されたものなので、３つのピーク付近の質量分解能が高くない場合が多い。
【００７５】
次に、ユーザーは、それぞれの既知物質に対して質量分解能が高くなるように遅延引き出しパラメーターを調整し、調整テーブル５６を作成して記憶部５０に記録する（Ｓ２０）。例えば、図９（Ａ）に示すようなＭａ付近の質量分解能が高いマススペクトルが得られるように遅延引き出しパラメーターを調整し、調整後の遅延引き出しパラメーターをＰａとする。また、図９（Ｂ）に示すようなＭｂ付近の質量分解能が高いマススペクトルが得られるように遅延引き出しパラメーターを調整し、調整後の遅延引き出しパラメーターをＰｂとする。さらに、図９（Ｃ）に示すようなＭｃ付近の質量分解能が高いマススペクトルが得られるように遅延引き出しパラメーターを調整し、調整後の遅延引き出しパラメーターをＰｃとする。そして、ＭａとＰａ、ＭｂとＰｂ、ＭｃとＰｃをそれぞれ対応付けて図５（Ａ）あるいは図５（Ｂ）に示したような調整テーブル５６を作成し、記憶部５０に記録する。
【００７６】
次に、ユーザーは、未知試料を測定し、マススペクトルを取得する（Ｓ３０）。例えば、未知試料を測定することで、図１０（Ａ）に示すような、ｍ／ｚ値がＭの付近にピークを持つマススペクトルが得られる。このマススペクトルは、イオン源１０に所定の遅延引き出しパラメーター（例えば遅延引き出しパラメーターＰａなど）を設定して取得されたものであり、ピーク付近の質量分解能が高くない場合が多い。
【００７７】
次に、ユーザーは、マススペクトルを確認し、調整の中心としたいｍ／ｚ値を指定し、再度、マススペクトルを取得する（Ｓ４０）。
【００７８】
本実施形態の飛行時間質量分析装置１は、ユーザーにより指定されたｍ／ｚ値から、このｍ／ｚ値に対応付けられる調整パラメーターの値を算出し、イオン源１０の遅延引き出しパラメーターを再設定する。さらに、飛行時間質量分析装置１は、未知試料の測定を開始し、前述した各部の処理により、再度、マススペクトルを生成する。
【００７９】
例えば、ステップＳ３０で図１０（Ａ）のようなマススペクトが取得された場合、ステップＳ４０においてｍ／ｚ値としてＭを指定すれば、図１０（Ｂ）に示すような、ピーク付近の質量分解能が高いマススペクトルが得られる。
【００８０】
以上に説明した第１実施形態の飛行時間質量分析装置によれば、既知物質のｍ／ｚ値と遅延引き出しパラメーターの値との対応関係が定義された調整テーブル５６に基づいて、ユーザーにより指定されたｍ／ｚ値に対応付けられる調整パラメーターの値が算出され、遅延引き出しパラメーターが再設定され、再度マススペクトルが生成される。例えば、ユーザーが調整の中心としたいｍ／ｚ値を指定すれば、これに応じた適切な遅延引き出しパラメーターが自動的に算出されるので、ユーザーが遅延引き出しパラメーターを自ら調整する必要がない。従って、第１実施形態の飛行時間質量分析装置によれば、ユーザーの手間を軽減しながら、指定されたｍ／ｚ値に応じた質の良いマススペクトルを得ることができる。
【００８１】
２．第２実施形態
一般的に、イオンのｍ／ｚ値が大きいほど、イオン化効率、イオン透過率、検出感度が悪化する。そこで、第２実施形態の飛行時間質量分析装置では、イオンのｍ／ｚ値によらず均一な質のスペクトルを取得するために、調整テーブル５６の調整パラメーターとして検出器３０の電圧やイオン源１０のレーザー強度を追加する。
【００８２】
第２実施形態の飛行時間質量分析装置の構成は図１と同様であり、以下では、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００８３】
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、第２実施形態における調整テーブル５６の一例を示す図である。図１１（Ａ）の例では、図５（Ａ）の調整テーブル５６に、ｍ／ｚ値Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃとそれぞれ対応づけて検出器３０に設定する電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが追加されている。一方、図１１（Ｂ）の例では、図５（Ｂ）の調整テーブル５６に、ｍ／ｚ値Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃとそれぞれ対応づけて検出器３０に設定する電圧値の既知物質Ａに対する相対値である０，ΔＶｂ，ΔＶｃが追加されている。図１１（Ｂ）の例の場合、既知物質Ａ，Ｂ，Ｃに対してそれぞれ検出器３０に設定する電圧値をＶａ，Ｖｂ，Ｖｃとすると、Ｖｂ＝Ｖａ＋ΔＶｂ，Ｖｃ＝Ｖａ＋ΔＶｃで計算される。
【００８４】
パラメーター調整部４５は、調整テーブル５６に基づいて、指定されたｍ／ｚ値に対応付けられる調整パラメーター（遅延引き出しパラメーター、検出器電圧、レーザー強度など）の値を算出する。
【００８５】
また、パラメーター設定部４１は、パラメーター調整部４５が算出した調整パラメーター値に基づいて、イオン源１０に遅延引き出しパラメーターやレーザー強度を再設定し、検出器３０に電圧を再設定する。
【００８６】
そして、未知試料の測定が開始され、前述した各部の処理により、再度、マススペクトルが生成される。
【００８７】
このように、第２実施形態の飛行時間質量分析装置によれば、調整パラメーターにレーザーの強度や検出器３０の電圧値を含め、指定されたｍ／ｚ値に応じてレーザーの強度や検出器３０の電圧を適切に調整することで、ｍ／ｚ値によらず均一な質のスペクトルを取得することができる。
【００８８】
３．第３実施形態
調整パラメーターを再設定してイオン源１０などの装置条件を変更すると、イオンの飛行時間が変化するため、マススペクトルにおいて観測されるｍ／ｚ値がわずかに変化して真の値からずれる。そのため、それに合わせてキャリブレーションも変更する必要がある。そこで、第３実施形態の飛行時間質量分析装置では、このｍ／ｚ値のずれを補正するようなｍ／ｚ補正量を、あらかじめ調整テーブル５６の調整パラメーターに含めておく。
【００８９】
第３実施形態の飛行時間質量分析装置の構成は図１と同様であり、以下では、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００９０】
調整テーブル５６を作成するためには、例えば、まず、既知物質Ａのｍ／ｚ値Ｍａ付近の質量分解能が高くなるように調整した遅延引き出しパラメーターＰａをイオン源１０に設定し、既知物質Ａ，Ｂ，Ｃを測定する。これにより得られる既知物質Ａ，Ｂ，Ｃの各飛行時間Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃとｍ／ｚ値Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃの関係からキャリブレーション式（５）の係数ａ，ｂ，ｃを決定する。
【００９１】
次に既知物質Ｂに対するピーク付近の質量分解能が高くなるように調整したマススペクトルにおいて当該ピークのｍ／ｚ値のＭｂからのずれ（ｍ／ｚ補正量）ΔＭｂを調整テーブル５６に追加する。
【００９２】
同様に、既知物質Ｃに対するピーク付近の質量分解能が高くなるように調整したマススペクトルにおいて当該ピークのｍ／ｚ値のＭｃからのずれ（ｍ／ｚ補正量）ΔＭｃを調整テーブル５６に追加する。
【００９３】
図１２は、第３実施形態における調整テーブル５６の一例を示す図である。図１２の例では、図１１（Ｂ）の調整テーブル５６に、ｍ／ｚ値Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃとそれぞれに対応づけてｍ／ｚ値の補正量０，ΔＭｂ，ΔＭｃが追加されている。
【００９４】
未知試料を測定する際は、まず、イオン源１０に、遅延引き出しパラメーターＰａを設定してマススペクトルを取得する。これにより、図１０（Ａ）に示したような、未知試料のｍ／ｚ値であるＭ付近にピークを持つマススペクトルが取得される。このマススペクトルは、イオン源１０に遅延引き出しパラメーターＰａを設定して取得されたものであり、ピーク付近の質量分解能が高くない場合が多い。
【００９５】
ユーザーがこのマススペクトルを確認し、調整の中心としたいｍ／ｚ値としてＭを指定すると、パラメーター調整部４５により遅延引き出しパラメーターが調整され、パラメーター設定部４１によりこの調整された遅延引き出しパラメーターがイオン源に再設定され、飛行時間計測部４２により未知試料の飛行時間が再度計測される。この飛行時間をＴｍとしてキャリブレーション式（５）に代入すると、次式（６）に示すように、未知試料の真のｍ／ｚ値であるＭからΔＭだけずれたＭ＋ΔＭに変換される。
【００９６】
【数６】
【００９７】
そこで、本実施形態では、飛行時間Ｔｍがｍ／ｚ値Ｍに変換されるように、質量電荷比算出部４３により、キャリブレーション式（５）のいずれかの係数が変更される。例えば、キャリブレーション係数ｂをｂ’に変更することで新たなキャリブレーション式として次式（７）が得られる。
【００９８】
【数７】
【００９９】
式（６）と式（７）より、次式（８）が導かれる。
【０１００】
【数８】
【０１０１】
式（８）において、ｂとＴｍは既知であり、Ｍもユーザーが指定するｍ／ｚ値であるので既知である。従って、ｍ／ｚ補正量ΔＭを算出すれば、式（８）より、ｂ’を算出することができる。
【０１０２】
本実施形態では、質量電荷比算出部４３は、調整テーブル５６を参照し、ｍ／ｚ値Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃに対するｍ／ｚ補正量０，ΔＭｂ，ΔＭｃからＭに対するｍ／ｚ補正量ΔＭを算出する。
【０１０３】
つまり、調整テーブル５６から、遅延引き出しパラメーターＰａを設定して取得されたマススペクトルにおいて、既知物質Ａに対するピークのｍ／ｚ値（＝Ｍａ）が指定された場合のｍ／ｚ補正量が０、既知物質Ｂに対するピークのｍ／ｚ値（＝Ｍｂ）が指定された場合のｍ／ｚ補正量がΔＭｂ、既知物質Ｃに対するピークのｍ／ｚ値（＝Ｍｃ）が指定された場合のｍ／ｚ補正量がΔＭｃであるから、未知物質に対するピークのｍ／ｚ値（＝Ｍ）が指定された場合のｍ／ｚ補正量ΔＭを推測して算出することができる。
【０１０４】
例えば、質量電荷比算出部４３は、ユーザーにより調整の中心として指定されたｍ／ｚ値に応じて、調整テーブル５６に含まれるｍ／ｚ補正量の値を線形補間することにより、当該指定されたｍ／ｚ値に対応付けられるｍ／ｚ補正量の値を算出するようにしてもよい。
【０１０５】
図１３（Ａ）は、このようにして算出されるｍ／ｚ補正量をグラフ化した図である。図１３（Ａ）の横軸は調整の中心として指定されるｍ／ｚ値であり、図１３（Ａ）の縦軸はｍ／ｚ補正量である。図１３（Ａ）の例では、図１２の調整テーブル５６に従い、ｍ／ｚ値がＭａでｍ／ｚ補正量が０の点ａ、ｍ／ｚ値がＭｂでｍ／ｚ補正量がΔＭｂの点ｂ、ｍ／ｚ値がＭｃでｍ／ｚ補正量がΔＭｃの点ｃの３点がプロットされている。Ｍｂ＜Ｍａ＜Ｍｃであり、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭｂ＜Ｍ＜Ｍａの場合は、点ｂと点ａの間を線形補完することにより、ｍ／ｚ補正量ΔＭが算出される。また、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭａ＜Ｍ＜Ｍｃの場合は、点ａと点ｃの間を線形補完することにより、ｍ／ｚ補正量ΔＭが算出される。このようにすれば、指定されたｍ／ｚ値に対する適切なｍ／ｚ補正量を自動的に算出することができる。
【０１０６】
また、例えば、質量電荷比算出部４３は、調整テーブル５６に含まれるｍ／ｚ補正量の値とｍ／ｚ値との関係式を多項式で近似し、当該多項式を用いて、ユーザーにより指定されたｍ／ｚ値に対応付けられるｍ／ｚ補正量の値を算出するようにしてもよい。
【０１０７】
図１３（Ｂ）は、このようにして算出されるｍ／ｚ補正量をグラフ化した図である。図１３（Ｂ）の各軸は図１３（Ａ）と同じである。図１３（Ｂ）の例では、３点ａ，ｂ，ｃからｍ／ｚ補正量をｍ／ｚ値の多項式で近似し、指定されたｍ／ｚ値Ｍを当該多項式に代入することにより、ｍ／ｚ補正量ΔＭが算出される。このようにしても、指定されたｍ／ｚ値に対する適切なｍ／ｚ補正量を自動的に算出することができる。
【０１０８】
また、例えば、質量電荷比算出部４３は、調整テーブル５６に含まれる各々のｍ／ｚ補正量の値が適用されるｍ／ｚの範囲を互いに重ならないように設定し、ユーザーにより指定されたｍ／ｚ値が含まれるｍ／ｚの範囲に適用されるｍ／ｚ補正量の値を、当該指定されたｍ／ｚ値に対応付けられるｍ／ｚ補正量の値としてもよい。
【０１０９】
図１３（Ｃ）は、このようにして算出されるｍ／ｚ補正量をグラフ化した図である。図１３（Ｃ）の各軸は図１３（Ａ）と同じである。図１３（Ｃ）の例では、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭｂを含む所定範囲に含まれる場合は、ｍ／ｚ補正量ΔＭとしてΔＭｂが適用される。また、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭａを含む所定範囲に含まれる場合は、ｍ／ｚ補正量ΔＭとして０が適用される。また、指定されたｍ／ｚ値ＭがＭｃを含む所定範囲に含まれる場合は、ｍ／ｚ補正量ΔＭとしてΔＭｃが適用される。このようにすれば、計算負荷を軽減しながら、指定されたｍ／ｚ値に対する適切なｍ／ｚ補正量を自動的に選択することができる。
【０１１０】
そして、ｍ／ｚ補正量ΔＭを用いて式（８）より新たな係数ｂ’を算出し、新たなキャリブレーション式（７）を用いることで、図１０（Ｂ）に示したような、未知試料の真のｍ／ｚ値であるＭ付近の質量分解能が高いマススペクトルが得られる。
【０１１１】
このように、第３実施形態の飛行時間質量分析装置によれば、調整テーブル５６に調整パラメーターとして既知物質に対するｍ／ｚ補正量を含め、このｍ／ｚ補正量に基づいて、指定されたｍ／ｚ値に応じてキャリブレーション係数を変更することで、真のｍ／ｚ値に修正することができる。
【０１１２】
特に、スポットごとに観測される質量が大幅に異なる場合に、それぞれのスポットから取得されるマススペクトルの質を向上させることができる。例えば、サンプルプレートに、前述液体クロマトグラフィーの一種であるサイズ排除クロマトグラフィーからの溶出物を複数のスポットに分けて測定する場合に有効である。サイズ排除クロマトグラフィーからは、一般的に分子量が大きい順で溶出するので、分注されたスポット内はある程度の分子量範囲に収まるが、スポット間の分子量分布は広い。そのため、スポット間で遅延引き出しパラメーター等の調整パラメーターの変更が必要となる。
【０１１３】
４．第４実施形態
第１実施形態〜第３実施形態の飛行時間質量分析装置は、一度マススペクトルを生成し、ユーザーがこのマススペクトルを確認して調整の中心としたいｍ／ｚ値を指定した後、再度、マススペクトルを生成している。これに対して、第４実施形態の飛行時間質量分析装置は、あらかじめ調整の中心としたいｍ／ｚ値を指定しておき、一度だけマススペクトルを生成する。
【０１１４】
第４実施形態の飛行時間質量分析装置の構成は図１と同様であり、以下では、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１１５】
図１４は、第４実施形態の飛行時間質量装置を用いた未知試料の質量分析方法の一例を示すフローチャート図である。
【０１１６】
まず、ユーザーは、測定対象のスポット毎に、調整の中心としたいｍ／ｚ値をあらかじめ指定する（Ｓ１１０）。パラメーター調整部４５は、測定対象の各スポットと指定されたｍ／ｚ値を対応付けて記憶部５０に記憶する。
【０１１７】
次に、測定対象の１つのスポットを選択し、選択したスポットに対して、未知試料を測定し、マススペクトルを取得する（Ｓ１２０）。パラメーター調整部４５は、記憶部５０を参照し、ステップＳ１１０でこのスポットに対応付けて記憶したｍ／ｚ値を指定して調整パラメーターを算出する。そして、パラメーター設定部４１は、パラメーター調整部４５により算出された調整パラメーターを設定し、未知試料の測定が開始される。この１回の測定により、測定対象のスポットに対してあらかじめ指定されたｍ／ｚ値の質量分解能が高いマススペクトルが得られる。
【０１１８】
未測定の測定対象スポットがまだあれば（Ｓ１３０のＹ）、新たな測定対象スポットを１つ選択し、ステップＳ１２０の処理を行い、未測定の測定対象スポットが無くなれば（Ｓ１３０のＮ）、処理を終了する。
【０１１９】
なお、測定対象のすべてのスポットに対する測定を自動で行ってもよいし、ユーザーの指示を待ってスポット毎に測定を行ってもよい。
【０１２０】
このように、第４実施形態の飛行時間質量分析装置によれば、測定対象となるスポット毎に調整の中心となるｍ／ｚ値をあらかじめ指定しておくことで、未知試料の測定結果に応じてユーザーが調整の中心となるｍ／ｚ値を指定して再度測定し直す必要がなくなる。従って、複数のスポットに対して連続した自動測定が可能となるとともに、各スポットに対して１回の測定で済む。例えば、スポット毎に測定対象のマスレンジを推測することができるような場合は、あらかじめスポット毎に調整の中心としたいｍ／ｚ値を指定しておくことで、自動測定が可能である。
【０１２１】
例えば、イオン源１０のサンプルプレートに、液体クロマトグラフィーの一種であるサイズ排除クロマトグラフィーからの溶出物を複数のスポットに分注し、スポット毎に測定するような場合、サイズ排除クロマトグラフィーからは、一般的に分子量が大きい順で溶出するので、スポット毎に測定対象のマスレンジを推測することができる。このような場合、あらかじめスポット毎に調整の中心としたいｍ／ｚ値を指定しておくことが可能である。
【０１２２】
５．第５実施形態
第５実施形態の飛行時間質量装置は、測定対象のすべてのスポットに対して全自動で質量分析処理を行う。
【０１２３】
第５実施形態の飛行時間質量分析装置の構成は図１と同様であり、以下では、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１２４】
図１５は、第５実施形態の飛行時間質量装置における処理部４０による処理の一例を示すフローチャート図である。
【０１２５】
まず、処理部４０は、測定対象の１つのスポットを選択し、選択したスポットに対して、未知試料を測定する（Ｓ２１０）。
【０１２６】
次に、処理部４０は、ステップＳ２１０で観測される最も強い強度のｍ／ｚ値を算出し、記憶部５０に記憶する（Ｓ２２０）。具体的には、パラメーター調整部４５が、検出器３０の検出信号に基づいて、最も強い強度に対応するｍ／ｚ値を算出する。
【０１２７】
未測定の測定対象スポットがまだあれば（Ｓ２３０のＹ）、処理部４０は、新たな測定対象スポットを１つ選択し、ステップＳ２１０とＳ２２０の処理を行う。
【０１２８】
未測定の測定対象スポットが無くなれば（Ｓ１３０のＮ）、処理部４０は、測定対象の1つのスポットを選択し、選択したスポットに対応付けてステップＳ２２０で記憶したｍ／ｚ値を指定し、調整パラメーターを算出する（Ｓ２４０）。
【０１２９】
次に、処理部４０は、ステップＳ２４０で算出した調整パラメーターをイオン源１０や検出器３０に再設定し、選択したスポットに対して未知試料を測定し、マススペクトルを生成する（Ｓ２５０）。
【０１３０】
未測定の測定対象スポットがまだあれば（Ｓ２６０のＹ）、未測定の測定対象スポットが無くなるまで（Ｓ２６０のＮ）、処理部４０は、新たな測定対象スポットを１つ選択し、ステップＳ２４０とＳ２５０の処理を行う。
【０１３１】
このように、第５実施形態の飛行時間質量装置によれば、測定対象となるスポット毎に１回目の測定を行い、最も強い強度に対応するｍ／ｚ値が調整の中心となるような調整パラメーターを算出し、２回目の測定を行うことで、スポット毎に測定対象のマスレンジを推測できないような場合でも複数のスポットに対して連続した自動測定が可能となる。
【０１３２】
なお、本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１３３】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１３４】
１ 飛行時間質量分析装置、２ サンプル、１０ イオン源、１１ サンプルプレート、１２ 加速電極、１３ 加速電極、１４ レンズ、１５ ミラー、１６ ミラー、１７ レンズ、１８ ＣＣＤカメラ、２０ 分析部、３０ 検出器、４０ 処理部、４１ パラメーター設定部、４２ 飛行時間計測部、４３ 質量電荷比算出部、４４ マススペクトル生成部、４５ マスパラメーター調整部、５０ 記憶部、５２ スペクトル情報、５４ キャリブレーション情報、５６ 調整テーブル、６０ 表示部、７０ 操作部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー照射によりサンプルをイオン化し、発生したイオンを遅延引き出し法により加速するイオン源と、
前記イオン源から飛行して到達したイオンを検出する検出器と、
既知物質の質量電荷比の値と、前記イオン源の前記遅延引き出し法に関連する遅延引き出しパラメーターを含む所与の調整パラメーターの値との対応関係を定義する調整テーブルを記憶する記憶部と、
前記調整テーブルに基づいて、指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出するパラメーター調整部と、
前記パラメーター調整部が算出した前記調整パラメーターの値に基づいて、前記イオン源の前記遅延引き出しパラメーターを設定するパラメーター設定部と、
前記遅延引き出しパラメーターが設定された前記イオン源で発生したイオンが前記検出器に到達するまでの飛行時間を計測する飛行時間計測部と、を含む、飛行時間質量分析装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記遅延引き出しパラメーターは、
前記イオン源のサンプルプレートに印加するサンプルプレート電圧と前記イオン源の加速電極に印加するパルス電圧との比を特定可能なパラメーター及び前記パルス電圧の発生タイミングを特定可能なパラメーターの少なくとも一方を含む、飛行時間質量分析装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記パラメーター調整部は、
前記指定された質量電荷比の値に応じて、前記調整テーブルに含まれる前記調整パラメーターの値を線形補間することにより、前記指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出する、飛行時間質量分析装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記パラメーター調整部は、
前記調整テーブルに含まれる前記調整パラメーターの値と前記質量電荷比の値との関係式を多項式で近似し、当該多項式を用いて前記指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出する、飛行時間質量分析装置。
【請求項５】
請求項１又は２において、
前記パラメーター調整部は、
前記調整テーブルに含まれる各々の前記調整パラメーターの値が適用される質量電荷比の範囲を互いに重ならないように設定し、前記指定された質量電荷比の値が含まれる前記質量電荷比の範囲に適用される前記調整パラメーターの値を、前記指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値とする、飛行時間質量分析装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記調整パラメーターは、
前記イオン源に照射するレーザーの強度及び前記検出器の電圧の少なくとも一方を含み、
前記パラメーター設定部は、
前記パラメーター調整部が算出した前記調整パラメーターの値に基づいて、前記レーザーの強度及び前記検出器の電圧の少なくとも一方を設定する、飛行時間質量分析装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記飛行時間計測部が計測した飛行時間を、所定の変換式に基づいて質量電荷比に変換する質量電荷比算出部をさらに含み、
前記調整テーブルは、
前記調整パラメーターとして、前記既知物質の各々について、当該調整テーブルに含まれる当該既知物質の前記遅延引き出しパラメーターの値を前記イオン源に設定して計測される飛行時間から前記変換式に基づいて変換した質量電荷比の値を前記調整テーブルに含まれる当該既知物質の質量電荷比の値に補正するための補正量を含み、
前記質量電荷比算出部は、
前記調整テーブルに含まれる前記補正量に基づいて前記変換式の係数を変更する、飛行時間質量分析装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記パラメーター調整部は、
前記イオン源のサンプルプレート上に配置された測定対象となるスポット毎に、あらかじめ指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出し、
前記パラメーター設定部は、
前記イオン源の測定対象となるとなるスポット毎に、前記パラメーター調整部が算出した前記調整パラメーターの値に基づいて、前記遅延引き出しパラメーターを設定する、飛行時間質量分析装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記パラメーター調整部は、
前記検出器の検出信号に基づいて、最も強い強度に対応する質量電荷比の値を算出し、算出した当該質量電荷比の値を指定して前記調整パラメーターの値を算出する、飛行時間質量分析装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかにおいて、
前記イオン源は、
ＭＡＬＤＩ法によりサンプルをイオン化する、飛行時間質量分析装置。
【請求項１１】
既知物質の質量電荷比の値と、レーザー照射によりサンプルをイオン化し、発生したイオンを遅延引き出し法により加速するイオン源の当該遅延引き出し法に関連する遅延引き出しパラメーターを含む所与の調整パラメーターの値との対応関係を定義する調整テーブルに基づいて、指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出するパラメーター調整ステップと、
前記パラメーター調整ステップで算出した前記調整パラメーターの値に基づいて、前記イオン源の前記遅延引き出しパラメーターを設定するパラメーター設定ステップと、
前記遅延引き出しパラメーターが設定された前記イオン源で発生したイオンが前記検出器に到達するまでの飛行時間を計測する飛行時間計測ステップと、を含む、飛行時間質量分析方法。
【請求項１】
レーザー照射によりサンプルをイオン化し、発生したイオンを遅延引き出し法により加速するイオン源と、
前記イオン源から飛行して到達したイオンを検出する検出器と、
既知物質の質量電荷比の値と、前記イオン源の前記遅延引き出し法に関連する遅延引き出しパラメーターを含む所与の調整パラメーターの値との対応関係を定義する調整テーブルを記憶する記憶部と、
前記調整テーブルに基づいて、指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出するパラメーター調整部と、
前記パラメーター調整部が算出した前記調整パラメーターの値に基づいて、前記イオン源の前記遅延引き出しパラメーターを設定するパラメーター設定部と、
前記遅延引き出しパラメーターが設定された前記イオン源で発生したイオンが前記検出器に到達するまでの飛行時間を計測する飛行時間計測部と、を含む、飛行時間質量分析装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記遅延引き出しパラメーターは、
前記イオン源のサンプルプレートに印加するサンプルプレート電圧と前記イオン源の加速電極に印加するパルス電圧との比を特定可能なパラメーター及び前記パルス電圧の発生タイミングを特定可能なパラメーターの少なくとも一方を含む、飛行時間質量分析装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記パラメーター調整部は、
前記指定された質量電荷比の値に応じて、前記調整テーブルに含まれる前記調整パラメーターの値を線形補間することにより、前記指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出する、飛行時間質量分析装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記パラメーター調整部は、
前記調整テーブルに含まれる前記調整パラメーターの値と前記質量電荷比の値との関係式を多項式で近似し、当該多項式を用いて前記指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出する、飛行時間質量分析装置。
【請求項５】
請求項１又は２において、
前記パラメーター調整部は、
前記調整テーブルに含まれる各々の前記調整パラメーターの値が適用される質量電荷比の範囲を互いに重ならないように設定し、前記指定された質量電荷比の値が含まれる前記質量電荷比の範囲に適用される前記調整パラメーターの値を、前記指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値とする、飛行時間質量分析装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記調整パラメーターは、
前記イオン源に照射するレーザーの強度及び前記検出器の電圧の少なくとも一方を含み、
前記パラメーター設定部は、
前記パラメーター調整部が算出した前記調整パラメーターの値に基づいて、前記レーザーの強度及び前記検出器の電圧の少なくとも一方を設定する、飛行時間質量分析装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記飛行時間計測部が計測した飛行時間を、所定の変換式に基づいて質量電荷比に変換する質量電荷比算出部をさらに含み、
前記調整テーブルは、
前記調整パラメーターとして、前記既知物質の各々について、当該調整テーブルに含まれる当該既知物質の前記遅延引き出しパラメーターの値を前記イオン源に設定して計測される飛行時間から前記変換式に基づいて変換した質量電荷比の値を前記調整テーブルに含まれる当該既知物質の質量電荷比の値に補正するための補正量を含み、
前記質量電荷比算出部は、
前記調整テーブルに含まれる前記補正量に基づいて前記変換式の係数を変更する、飛行時間質量分析装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記パラメーター調整部は、
前記イオン源のサンプルプレート上に配置された測定対象となるスポット毎に、あらかじめ指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出し、
前記パラメーター設定部は、
前記イオン源の測定対象となるとなるスポット毎に、前記パラメーター調整部が算出した前記調整パラメーターの値に基づいて、前記遅延引き出しパラメーターを設定する、飛行時間質量分析装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記パラメーター調整部は、
前記検出器の検出信号に基づいて、最も強い強度に対応する質量電荷比の値を算出し、算出した当該質量電荷比の値を指定して前記調整パラメーターの値を算出する、飛行時間質量分析装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかにおいて、
前記イオン源は、
ＭＡＬＤＩ法によりサンプルをイオン化する、飛行時間質量分析装置。
【請求項１１】
既知物質の質量電荷比の値と、レーザー照射によりサンプルをイオン化し、発生したイオンを遅延引き出し法により加速するイオン源の当該遅延引き出し法に関連する遅延引き出しパラメーターを含む所与の調整パラメーターの値との対応関係を定義する調整テーブルに基づいて、指定された質量電荷比の値に対応付けられる前記調整パラメーターの値を算出するパラメーター調整ステップと、
前記パラメーター調整ステップで算出した前記調整パラメーターの値に基づいて、前記イオン源の前記遅延引き出しパラメーターを設定するパラメーター設定ステップと、
前記遅延引き出しパラメーターが設定された前記イオン源で発生したイオンが前記検出器に到達するまでの飛行時間を計測する飛行時間計測ステップと、を含む、飛行時間質量分析方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２４３６６７（Ｐ２０１２−２４３６６７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４７７４（Ｐ２０１１−１１４７７４）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００４２７１）日本電子株式会社 (811)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００４２７１）日本電子株式会社 (811)
【Ｆターム（参考）】
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