質量分析數(shù)據(jù)解析方法以及裝置制造方法
【專利摘要】當估計原物質已知的結構的一部分由于代謝等發(fā)生變化而產生的未知物質的結構式時，用子結構的脫離和其它子結構的附加這兩個階段來考慮結構變化。首先，除了收集未知物質的MSn譜和原物質的結構式作為已知信息以外，還收集附加子結構來作為已知信息(S1)?；诟鶕?jù)MSn譜獲得的未知物質的質量和附加子結構的質量等來估計子結構從原物質脫離的時刻的結構式(S2)，通過將根據(jù)該結構式推測的子結構和附加子結構的組合的質量與MSn譜的各峰值質量進行比較，來估計各產物離子的結構式(S3-S4)。對通過裂解能夠生成這些多個產物離子結構式候選的結構進行估計，由此求出未知物質的結構式(S5)。由此，即使未知物質沒有被收錄于鑒定用數(shù)據(jù)庫、結構變化圖案不清楚，也能夠以高可靠性估計未知物質的結構式。
【專利說明】質量分析數(shù)據(jù)解析方法以及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對由η為2以上的MSn型的質量分析裝置獲得的MSn譜數(shù)據(jù)或者利用源內裂解(ISD=In-source Decay)等獲得的MS1譜數(shù)據(jù)進行解析處理,來解析物質的化學結構的數(shù)據(jù)解析方法以及裝置，更為詳細地說，涉及一種用于估計如下的未知物質的結構的質量分析數(shù)據(jù)解析方法以及裝置，該未知物質是由結構已知的物質由于某種因素導致結構的一部分發(fā)生變化而產生的、或者該未知物質的大部分結構與結構已知的物質相同而僅一部分結構不同。
【背景技術】
[0002]近年來，在以蛋白質為首的各種高分子化合物的結構解析中盛行利用一種能夠進行MSn分析的質量分析裝置。S卩，當通過碰撞誘導分解(CID=Collision InducedDissociation)使源自樣本中含有的目標物質的離子裂解時，在依賴于鍵能等的特定的部位處分子鍵發(fā)生斷裂，產生各種各樣的產物離子、中性丟失碎片。因此，從由樣本生成的各種離子中選擇與目標物質相應的具有特定的質量電荷比m/z的離子，通過CID使所選擇的該離子裂解，對裂解產生的各種產物離子(碎片離子)進行質量分析來獲取MS2譜。在該MS2譜中包含與源自目標物質的各種碎片(包含產物離子、中性丟失碎片)有關的信息，因此能夠通過對該MS2譜數(shù)據(jù)進行解析處理來估計目標物質的化學結構。另外，在僅通過一次CID操作不會使離子裂解到足夠小的質量電荷比的情況下，有時還利用反復進行多次CID操作而獲得的η為3以上的MSn譜來進行目標物質的結構解析。
[0003]另一方面，在裝載有由電子離子化法(EI)等產生的離子源的質量分析裝置中，通過被稱為源內裂解的方法，能夠獲得在MS1譜中將源自樣本成分的離子碎片化而得到的產物離子的峰值。因而，還存在不利用MSn譜而利用像這樣觀測源自目標物質的產物離子的MS1譜能夠進行目標物質的結構解析的情況。下面，將觀測產物離子的MS1譜和η為2以上的MSn譜一并地簡稱為MSn譜。
[0004]使用MSn譜估計未知物質的結構的最普通的方法是利用了 MSn譜圖案的對照的數(shù)據(jù)庫檢索。即，對于各種各樣的已知化合物，事先將化合物名稱、分子量、組成式、結構式、MS1Hf圖案等登記到鑒定用數(shù)據(jù)庫(有時也稱為程序庫)，如果得到未知物質所對應的實測MS1Hf，則通過在規(guī)定的檢索條件下在數(shù)據(jù)庫上檢索該實測MSn譜與峰值圖一致或者類似的化合物，來確定未知物質并導出其結構式。作為這樣的鑒定用數(shù)據(jù)庫，除了用戶自己制作的數(shù)據(jù)庫以外，還能夠利用政府機關等公開的各種現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫。
[0005]一般地，上述那樣的鑒定用數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)量龐大，但即使這樣也并非無遺漏地收錄有作為分析對象的所有化合物。例如在農藥、藥品或者針對這些物質在生物體內生成的代謝物等中，化合物的基本骨架相同而僅局部結構被置換(例如將甲基置換為乙基、將氯置換為溴)的類似的化合物大量存在。實際上不可能將這樣的化合物全部事先收錄于鑒定用數(shù)據(jù)庫。因此，即使對這樣的化合物進行數(shù)據(jù)庫檢索，也經常無法鑒定物質從而無法決定結構式。[0006]為了解決上述問題，在專利文獻I所記載的質量分析數(shù)據(jù)解析方法中，當對知道結構上與結構已知的已知物質類似的未知物質的結構進行解析時，利用與在已知物質、未知物質各自的MSn譜中具有相同的質量電荷比m/z的峰值對應的碎片預測結果與已知的結構變化圖案的組合，來估計未知物質的結構。所謂上述結構變化圖案，是與置換基的置換、某種成分的附加、或者某種成分的脫離等有關的信息。由此，也能夠針對沒有被收錄于鑒定用數(shù)據(jù)庫的化合物來鑒定化合物并求出結構式。
[0007]然而，在專利文獻I所記載的質量分析數(shù)據(jù)解析方法中，針對沒有被登記為結構變化圖案那樣的發(fā)生了結構變化的未知物質，不能估計其結構。例如關于藥物代謝物的結構，認為是在代謝前的物質中的一部分的子結構脫離之后，在其脫離部位或者完全不同的部位附加其它子結構而得到的結構，但由于代謝前的物質的不同導致脫離的子結構多種多樣，難以預先將它們全部登記為結構變化圖案。因此，在這樣的物質的結構解析中，易于發(fā)生無法確定未知物質的結構的情況。
[0008]專利文獻1:日本特開2007-287531號公報

【發(fā)明內容】

_9] 發(fā)明要解決的問題
[0010]本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供如下一種質量分析數(shù)據(jù)解析方法以及裝置:即使在沒有預先準備代謝等所伴有的結構變化圖案作為數(shù)據(jù)庫等的情況下，也能夠基于MSn譜數(shù)據(jù)高效且高可靠性地估計與結構已知的物質類似或者由該物質的局部結構發(fā)生變化而產生的未知物質的結構。
[0011]用于解決問題的方案
[0012]為了解決上述問題而完成的第一發(fā)明是一種質量分析數(shù)據(jù)解析方法，基于對通過使源自未知物質的前體離子發(fā)生一級或多級的裂解而生成的產物離子進行質量分析而得到的MSn譜(η為I以上的整數(shù))，來估計上述未知物質的結構，其中，該未知物質是由結構已知的已知物質發(fā)生局部的結構變化而產生的，該質量分析數(shù)據(jù)解析方法的特征在于，包括以下步驟:a)脫離后結構估計步驟，基于預先提供的上述已知物質的結構式信息、同樣預先提供的隨著上述結構變化而能夠對上述已知物質附加的附加子結構的信息以及根據(jù)上述未知物質所對應的質譜獲得的源自該未知物質的前體離子的質量信息，來估計隨著上述結構變化而未知的脫離子結構從上述已知物質脫離后的脫離后結構式山)產物離子結構估計步驟，針對在該脫離后結構估計步驟中列舉出的脫離后結構式候選，對使從以該脫離后結構式候選的結構式表示的結構提取出的骨干子結構和上述附加子結構組合時的質量、與根據(jù)上述未知物質所對應的MSn譜獲得的產物離子的質量的一致性進行判斷，由此估計各產物離子的結構式并列舉產物離子結構式候選；以及c)未知物質結構估計步驟，基于通過該產物離子結構估計步驟估計出的多個產物離子所對應的產物離子結構式候選，來搜索能夠通過裂解生成這些結構式候選的結構式，由此估計未知物質的結構式。
[0013]為了解決上述問題而完成的第二發(fā)明是用于實施第一發(fā)明所涉及的質量分析數(shù)據(jù)解析方法的裝置，基于對通過使源自未知物質的前體離子發(fā)生一級或多級的裂解而生成的產物離子進行質量分析而得到的MS1Hf (η為I以上的整數(shù))，來估計上述未知物質的結構，其中，該未知物質是由結構已知的已知物質發(fā)生局部的結構變化而產生的，該質量分析數(shù)據(jù)解析裝置的特征在于，具備:a)脫離后結構估計單元，其基于預先提供的上述已知物質的結構式信息、同樣預先提供的隨著上述結構變化而能夠對上述已知物質附加的附加子結構的信息以及根據(jù)上述未知物質所對應的質譜獲得的源自該未知物質的前體離子的質量信息，來估計隨著上述結構變化而未知的脫離子結構從上述已知物質脫離后的脫離后結構式山)產物離子結構估計單元，其針對由該脫離后結構估計單元列舉出的脫離后結構式候選，對使從以該脫離后結構式候選的結構式表示的結構提取出的骨干子結構與上述附加子結構組合時的質量、與根據(jù)上述未知物質所對應的MSn譜獲得的產物離子的質量的一致性進行判斷，由此估計各產物離子的結構式并列舉產物離子結構式候選；以及c)未知物質結構估計單元，其基于由該產物離子結構估計單元估計出的多個產物離子所對應的產物離子結構式候選，來搜索能夠通過裂解生成這些結構式候選的結構式，由此估計未知物質的結構式。
[0014]此外，在第一發(fā)明和第二發(fā)明中，所謂作為結構解析的對象的“未知物質”，例如是結構已知的某種物質由于代謝等化學變化而生成的物質。另外，“未知物質”也可以是在通過合成等生成已知物質時其結構的一部分被置換、缺失或被附加了其它成分而產生的副產物。
[0015]另外，η為I時的MS1^f、即MS1譜(質譜)是對通過源內裂解將源自目標物質的離子進行碎片化(裂解)而生成的產物離子進行質量分析而得到的結果，η為2以上時的MSn譜是對通過CID等進行一級或多級的裂解操作而生成的產物離子進行質量分析而得到的結果。
[0016]即，如上所述，在專利文獻I所述的現(xiàn)有技術中，將隨著代謝等發(fā)生變化的子結構的置換圖案等作為結構變化圖案，與此相對地在第一和第二發(fā)明中，考慮將子結構的置換分為子結構的脫離和附加這兩個階段。當考慮了由藥物代謝等導致的物質的結構變化時，發(fā)生脫離的子結構一般取決于原來的(脫離前的)物質的結構、反應條件等，因此范圍相當廣、難以推測。與此相對地，所附加的子結構幾乎都取決于代謝的種類等，因此范圍被極度縮減、易于推測。因此 ，例如用戶預先估計所附加的子結構，并輸入所附加的子結構(或者從預先準備的多個選項中選擇)，由此提供附加子結構的信息。
[0017]在第二發(fā)明所涉及的質量分析數(shù)據(jù)解析裝置中，脫離后結構估計單元根據(jù)附加子結構的質量和未知物質的質量來計算出未知的脫離子結構從已知物質脫離后的脫離后結構式的質量，根據(jù)該質量和已知物質的結構式信息來估計脫離后結構式，該附加子結構的質量是根據(jù)上述附加子結構的信息(例如組成式)求出的，該未知物質的質量是根據(jù)源自未知物質的前體離子的質量信息求出的。在無法將脫離后結構式縮減為一個的情況下，列舉多個脫離后結構式候選即可。但是，并不一定能夠獲得脫離后結構式，因此在一個脫離后結構式都沒獲得的情況下，例如考慮利用如后述那樣改變分析條件而獲得的其它MSn譜等的方法。
[0018]產物離子結構估計單元針對上述脫離后結構式候選，將嘗試使根據(jù)其結構式能夠推測出的骨干子結構和上述附加子結構相組合來求出的質量與未知物質的MSn譜上的各峰值所對應的產物離子的質量進行比較，由此估計源自未知物質的各產物離子的結構式。在此，在沒有將一個產物離子所對應的結構式縮減為一個的情況下，列舉多個產物離子結構式候選即可。根據(jù)未知物質的MSn譜求出的各產物離子是通過未知物質的裂解而生成的，因此未知物質結構估計單元根據(jù)多個產物離子結構式候選來估計能夠生成該結構那樣的裂解的方式，由此能夠估計未知物質的結構式。
[0019]當然，在第一和第二發(fā)明中，在與已知物質或者未知物質相關的其它信息已知的情況下，通過施加追加地利用該信息的處理，能夠提高估計的可靠性或者提高處理速度。
[0020]例如，如果提供已知物質的MSn譜來作為追加信息，則例如通過將根據(jù)該MSn譜判明的源自已知物質的產物離子與根據(jù)未知物質的MSn譜判明的源自未知物質的產物離子進行比較，能夠估計對已知物質的哪個部位附加了附加子結構，并進行估計未知物質的結構式時的限定。
[0021]另外，如果提供未知物質的組成式來作為追加信息，則由于附加子結構的組成原本是已知的，因此根據(jù)二者的差也能判明脫離子結構的組成。由此，能夠對脫離后結構式候選進行限定。另外，如果提供源自未知物質的至少一個產物離子的組成式或者結構式來作為追加信息，則不需要估計一部分產物離子的結構式或者能夠進行結構式的限定。另外，還能夠考慮通過由用戶挑選中間數(shù)據(jù)(估計出的脫離子結構、與產物離子對應的脫離后子結構與附加子結構的組合)來限定結果。
[0022]另外，作為第一發(fā)明所涉及的質量分析數(shù)據(jù)解析方法的一個方式，在通過上述脫離后結構估計步驟估計出的脫離后結構式候選存在多個的情況下，優(yōu)選針對多個脫離后結構式候選中的每一個，通過上述產物離子結構估計步驟和上述未知物質結構估計步驟來估計未知物質的結構式，求出多個結構式候選。由此，能夠減少未知物質的結構式候選的漏估計。另外，在存在多個未知物質的結構式候選的情況下，可以將這些候選按可能性從高到低的順序進行排序，并將結構式候選與該排序一起輸出。在進行排序時，例如除了利用求出產物離子結構式候選時的質量的一致程度等在分析后獲得的信息，也可以利用分子內的鍵能的大小等理論計算得到的信息。
[0023]另外，作為第一發(fā)明所涉及的質量分析數(shù)據(jù)解析方法的其它方式，可以在將對MSn+l譜執(zhí)行各上述步驟而得到的估計結構式作為未知物質的一個產物離子的結構式候選之后，估計未知物質的結構式，該MSn+1譜是將未知物質的MS1Hf中的具有特定的質量電荷比的離子作為前體離子而執(zhí)行的MSn+1分析中得到的。由此，例如即使在不能基于MS2譜數(shù)據(jù)確定未知物質的結構的情況下，也能夠基于反復進行裂解操作而獲取到的MS3、MS4譜數(shù)據(jù)來高可靠性地確定未知物質的結構。
[0024]另外，在第一發(fā)明所涉及的質量分析數(shù)據(jù)解析方法中，可以使用在不同的分析條件下針對未知物質獲取到的多個MSn譜，通過各上述步驟分別求出未知物質的結構式的候選，與其結果一起提取出可能性高的結構式，并作為未知物質的結構式估計結果進行輸出。在此所述的分析條件包含裂解條件。當改變分析條件時，裂解的方式發(fā)生變化，因此能夠從相同的未知樣本獲得不同的MS1Hfc在像這樣利用互不相同的多個MSn譜求出的未知物質的結構式候選相同的情況下，其候選是正解的結構式的概率高。因而，根據(jù)上述方法，即使未知物質的結構復雜，也能夠高可靠性地確定未知物質的結構式。
[0025]發(fā)明的效果
[0026]根據(jù)本發(fā)明所涉及的質量分析數(shù)據(jù)解析方法以及裝置，例如即使在由于代謝之類的化學變化等導致已知物質的結構的一部分發(fā)生變化的未知物質沒有被收錄在鑒定用數(shù)據(jù)庫的情況下，也能夠高效且高可靠性地估計該未知物質的結構式。另外，即使由代謝等的結構變化引起的結構變化圖案不清楚，只要隨著結構變化而附加的子結構已知或者能夠以聞精確度進行估計，就能夠以聞可罪性估計未知物質的結構式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是包括本發(fā)明所涉及的質量分析數(shù)據(jù)解析裝置的質量分析系統(tǒng)的一個實施例的概要結構圖。
[0028]圖2是表示本實施例的質量分析系統(tǒng)的未知物質結構估計處理的過程的一例的流程圖。
[0029]圖3是說明本實施例的質量分析系統(tǒng)的已知物質的結構變化模型以及子結構脫離后的脫離后結構式的估計方法的概念圖。
[0030]圖4是本實施例的質量分析系統(tǒng)的未知物質結構估計處理的概念圖。
【具體實施方式】
[0031]下面，參照附圖來說明包括本發(fā)明所涉及的質量分析數(shù)據(jù)解析裝置的質量分析系統(tǒng)的一個實施例。圖1是本實施例的質量分析系統(tǒng)的概要結構圖。
[0032]雖然未圖示，但MSn分析部主體I包括離子源、離子阱、飛行時間型質譜儀(TOFMS)、離子檢測器等，執(zhí)行將由樣本生成的各種離子中的具有特定的質量電荷比m/z的離子作為前體離子的MSn分析，在整個規(guī)定質量電荷比范圍內獲取MSn譜數(shù)據(jù)。典型的是n=2，但η也可以是3以上。另外，在MSn分析部主體I是利用離子源裂解也在普通的MS1分析中觀測產物離子那樣的結構的情況下，也可以是η=1。典型的是，在離子源是EI的情況下，易于發(fā)生通過離子化而產生的分子離子的源內裂解。另外，除EI以外，即使是基質輔助激光解析電離法、快原子轟擊法等的離子源，也能夠生成比較多的產物離子。另外，在僅執(zhí)行MS2分析的情況下，還能夠不利用離子阱與TOFMS的組合，而利用所謂的三重四極型質譜儀。
[0033]對由MSn分析部主體I得到的MSn譜數(shù)據(jù)進行處理的數(shù)據(jù)處理部2具備未知物質結構估計處理部21、譜數(shù)據(jù)存儲部22、已知物質結構式存儲部23以及附加子結構存儲部24來作為功能模塊。在已知物質結構式存儲部23中存儲有各種各樣的物質(化合物)的結構式，該已知物質結構式存儲部23能夠利用上述鑒定用數(shù)據(jù)庫。另一方面，在附加子結構存儲部24中存儲有隨著生物體內代謝等各種各樣的結構變化而附加于物質的子結構、即附加子結構的信息。例如在人的體內發(fā)生的各種代謝中，附加于物質的成分的結構大多已知，因此能夠基于這樣的已知信息例如事先將代謝的種類與附加子結構相關聯(lián)地進行存儲。
[0034]另外，數(shù)據(jù)處理部2與用戶進行操作的輸入部3、顯示分析結果等的顯示部4相連接。此外，能夠將數(shù)據(jù)處理部2設為以下結構:將個人計算機作為硬件資源，通過執(zhí)行安裝于該計算機的專用的處理/控制程序來將上述的各功能模塊具體化。
[0035]本實施例的質量分析系統(tǒng)的特征在于對代謝物、副生成物、分解物等結構未知的未知物質的結構進行估計的數(shù)據(jù)解析處理，該代謝物、副生成物、分解物等是結構式已知的物質(以下稱為“原物質”)由于代謝等某種因素導致結構的一部分發(fā)生變化而得到的。在此，列舉出由于代謝而由原物質生成的代謝物作為例子來進行說明，但物質的結構變化并不限于代謝，能夠對應于原物質的一部分結構發(fā)生變化的各種結構變化。[0036]圖2是表示由數(shù)據(jù)處理部2實施的代謝物結構估計處理的過程的一例的流程圖。圖3是說明已知物質的結構變化模型以及子結構脫離后的脫離后結構估計方法的概念圖。圖4是代謝物結構估計處理的概念圖。利用該圖2?圖4對本實施例的質量分析系統(tǒng)的代謝物結構估計處理的詳細情況進行說明。
[0037]在處理開始時刻，將MS2譜數(shù)據(jù)保存到譜數(shù)據(jù)存儲部22中，該MS2譜數(shù)據(jù)是將作為解析對象的樣本中的源自未知物質的離子作為前體離子來執(zhí)行MS2分析而得到的結果。
[0038]當基于來自輸入部3的用戶的指示等開始進行處理時，未知物質結構估計處理部21從譜數(shù)據(jù)存儲部22讀入作為處理對象的未知物質的MS2譜數(shù)據(jù)，從已知物質結構式存儲部23讀入原物質的結構式數(shù)據(jù)，另外從附加子結構存儲部24讀入在結構從原物質變化到未知物質時附加的附加子結構數(shù)據(jù)(步驟SI)。
[0039]在已知物質結構式存儲部23中存儲有多種化合物的結構式數(shù)據(jù)，因此用戶通過利用輸入部3指定作為原物質的化合物，能夠讀出該原物質的結構式數(shù)據(jù)。另外，在附加子結構存儲部24中也存儲有多種附加子結構數(shù)據(jù)，用戶通過從輸入部3例如輸入代謝的種類等信息，能夠讀出與該代謝等對應地能夠附加的附加子結構數(shù)據(jù)。當然，也可以不利用已知物質結構式存儲部23、附加子結構存儲部24中存儲的數(shù)據(jù)，用戶從輸入部3直接輸入原物質的結構式和附加子結構。
[0040]在此，當結構式已知的原物質A由于代謝等的結構變化而產生未知物質B時，如圖3所示，考慮進行以下兩個階段的操作:某個子結構C從原物質脫離的第一階段和將附加子結構D附加于子結構脫離后的結構A’的第二階段。但是，附加子結構D不一定附加于子結構C脫離的部位(即置換為結構上脫離的基等)，有時也如未知物質B’那樣，將附加子結構D附加于與脫離部位完全不同的部位的情況。
[0041]在圖3中，用虛線圍成的原物質A的結構式、附加子結構D以及未知物質B的MS2譜是已知的，也就是說是已經提供的信息。在數(shù)據(jù)處理部2中，未知物質結構估計處理部21首先基于如上所述的已知信息來計算出脫離子結構C從原物質A脫離后的結構式(脫離后結構式)A’的候選(步驟S2)。
[0042]即，根據(jù)求出未知物質B的MS2譜時的前體離子的質量電荷比m/z來求出未知物質B的質量，另外未知物質B中包含的附加子結構D的質量也是根據(jù)已知的該結構而求出的，因此根據(jù)它們的差來計算脫離后結構式A’的質量。然后，根據(jù)該脫離后結構式A’的質量和已知的原物質A的結構式能夠估計脫離后結構式A’。當然，一般不能確定地求出唯一的結構式，因此將估計得到的多個脫離后結構式A’的候選列入表中。
[0043]此外，在除了如上所述的已知信息以外還提供了未知物質B的組成式來作為追加的信息的情況下，由于附加子結構D的組成是已知的，因此判明了與從未知物質B去除附加子結構D后的脫離后結構式A’對應的組成。因而，能夠使用該組成信息來限定脫離后結構式A’候選，能夠減少該候選的數(shù)量來簡化之后的處理。另外，也可以由用戶挑選脫離后結構式。
[0044]接著，從在步驟S2中計算出的脫離后結構式A’的候選中選擇出一個之后(步驟S3)，對所選擇出的該脫離后結構式A’候選實施步驟S4?S5的處理。
[0045]首先，認為脫離后結構式A’包含原物質的基本骨架，因此通過使從一個脫離后結構式A’候選提取出的子結構與已知的附加子結構進行組合，來全面地計算出由于未知物質B的裂解而產生的各產物離子的結構式的候選(步驟S4)。即，在脫離后結構式A’中通過CID使鍵斷裂的部位不清楚，因此對于從一個脫離后結構式A’候選通過CID能夠產生的子結構會想到各種圖案。在圖4中，從脫離后結構式A’候選估計出A’ a、A’ b、A’ c所示的三個子結構。另一方面，附加子結構D也不限于一個，有時也是多個。因此，全面地計算將根據(jù)脫離后結構式A’求出的子結構與附加子結構D中的一個進行組合時的質量，判斷各個質量與根據(jù)在未知物質的MS2譜中出現(xiàn)的峰值的質量電荷比判明的各產物離子的質量的一致性。
[0046]如果利用圖4的例子進行說明，則在未知物質B的MS2譜中出現(xiàn)的峰值P1、P2的質量電荷比分別是Ml、M2，基于此來判明產物離子的質量。另一方面，計算將脫離后結構式A’的子結構與附加子結構D (在該例中是-0H、-CH3這兩種)進行組合時的質量，判斷與上述產物離子的質量的一致性。其結果，關于峰值Pl的產物離子，[A’a] + [-CH3、-0H]與[A’ b] + [-0H]這兩類的質量一致，關于峰值P2的產物離子，[A’ c] + [-0H]這一類的質量一致。這樣，在此僅將質量的一致性作為判斷材料，因此針對一個產物離子，并不限于僅提取脫離后結構式A’的子結構與附加子結構D的一個組合，還存在提取多個的情況。在該情況下，列舉所提取出的多個組合來作為產物離子的結構式候選即可。
[0047]此外，在除如上所述的已知信息以外還提供原物質的MS2譜來作為追加的信息的情況下，通過將根據(jù)該MS2譜獲得的產物離子的質量與根據(jù)未知物質的MS2譜獲得的產物離子的質量進行比較，能夠估計對哪一個子結構附加了附加子結構。由此，能夠限定產物離子的結構式候選，能夠減少該候選的數(shù)量來簡化之后的處理。
[0048]另外，在除了如上所述的已知信息以外還提供源自未知物質的產物離子的至少一部分組成式、結構式來作為追加的信息的情況下，還能夠進行產物離子的結構式候選的限定，能夠減少該候選的數(shù)量來簡化之后的處理。
[0049]如果在步驟S4中列舉源自未知物質B的各產物離子的結構式候選，則將這些產物離子的結構式候選進行組合，找出通過未知物質B的裂解而能夠生成的組合，并選出該組合來作為未知物質B的結構式(步驟S5)。此外，如果沒有找出合適的組合，則例如考慮在步驟S3中選擇出的脫離后結構式A’的候選不合適等的理由，因此得出結論為無解即可。另夕卜，在沒有將未知物質B的結構式縮減為一個的情況下，可以列舉多個結構式來作為候選。
[0050]接著，判斷是否對在步驟S2中得到的所有脫離后結構式A’候選實施了步驟S4、S5的處理(步驟S6)，如果存在未處理的脫離后結構式A’的候選則返回到步驟S3，選擇未處理的脫離后結構式A’候選并實施上述步驟S4、S5。在步驟S6中判斷為“是”的情況下，進入步驟S7，將在此之前列舉出的未知物質的結構式(或者其候選)作為解析結果而從顯不部4輸出。
[0051]如上述說明那樣，在本實施例的數(shù)據(jù)處理部2中，當對由于代謝等所導致的結構變化所產生的未知物質的結構進行估計時，在其結構變化中使用已知的附加子結構D的信息。上述現(xiàn)有技術所使用那樣的結構變化圖案不僅包含附加子結構，還包含脫離子結構C、脫離子結構脫離的部位以及附加了附加子結構D的部位等的信息，因此非常多樣，難以事先預測可能出現(xiàn)的全部結構變化圖案。對此，如上所述，如果只是附加子結構D，則能夠根據(jù)代謝的種類等容易地進行預測，其種類也極度縮減。因而，能夠可靠地提供隨著結構變化所能夠附加的附加子結構D的信息，基于該附加子結構D的信息能夠高可靠性且高效地進行未知物質的結構估計。
[0052]此外，特別是在存在多個未知物質的結構式候選的情況下，優(yōu)選同時提供有助于用戶判斷哪一個候選合適的信息。因此，優(yōu)選將多個結構式候選按可能性從高到低的順序進行排序，將結構式候選與該排序一起輸出。當進行這種排序時，例如除了利用求出產物離子結構式候選時的質量的一致程度等在分析后獲得的信息以外，還可以利用分子內的鍵能的大小等理論計算得到的信息。
[0053]另外，上述實施例基于MS2分析結果進行解析，但也可以基于在隨著兩級以上的裂解操作的η為3以上的MSn分析中獲得的MSn譜數(shù)據(jù)進行解析。在像這樣使用MS3以上的譜數(shù)據(jù)的情況下，可以在將通過對MSn+1譜執(zhí)行上述步驟S2?S6的處理而得到的估計結構式作為未知物質的一個產物離子的結構式候選之后，估計未知物質的結構式，該MSn+1譜是將在未知物質的MSn譜中具有特定的質量電荷比的離子作為前體離子而執(zhí)行的MSn+1分析中得到的。
[0054]另外，存在以下情況:在通過CID進行的裂解操作中，如果碰撞能量、離子阱(或者碰撞單元)內的CID氣壓等分析條件發(fā)生變更，則裂解的方式發(fā)生變化，對于相同的未知物質獲得不同圖案的MS2譜。如果MS2譜不同，則產物離子不同，因此圖2所示的S4?S5的處理內容不同。但是，最終求出的未知物質B的結構式應該相同，因此如果基于不同的MS2譜進行解析而得到的結果的結構式相同，則可以說其結構式的可靠性高。因此，例如優(yōu)選將基于在不同的分析條件下針對未知物質獲得的不同MS2譜進行解析而得到的結果的結構式相同的結構式作為真正的結構式進行輸出。另外，也可以在上述排序中利用這種信息。
[0055]另外，上述實施例只不過是本發(fā)明的一例，因此即使在本發(fā)明的宗旨的范圍內適當?shù)剡M行修改、變更、追加等顯然也包含在本申請的權利要求書中。
[0056]附圖標記說明
[0057]I =MSn分析部主體；2:數(shù)據(jù)處理部；21:未知物質結構估計處理部；22:譜數(shù)據(jù)存儲部；23:已知物質結構式存儲部；24:附加子結構存儲部；3:輸入部；4:顯示部。
【權利要求】
1.一種質量分析數(shù)據(jù)解析方法，基于對通過使源自未知物質的前體離子發(fā)生一級或多級的裂解而生成的產物離子進行質量分析而得到的MSn譜，來估計上述未知物質的結構，其中，該未知物質是由結構已知的已知物質發(fā)生局部的結構變化而產生的，η為I以上的整數(shù)，該質量分析數(shù)據(jù)解析方法的特征在于，包括以下步驟: a)脫離后結構估計步驟，基于預先提供的上述已知物質的結構式信息、同樣預先提供的隨著上述結構變化而能夠對上述已知物質附加的附加子結構的信息以及根據(jù)上述未知物質所對應的質譜獲得的源自該未知物質的前體離子的質量信息，來估計隨著上述結構變化而未知的脫離子結構從上述已知物質脫離后的脫離后結構式； b)產物離子結構估計步驟，針對在該脫離后結構估計步驟中列舉出的脫離后結構式候選，對使從以該脫離后結構式候選的結構式表示的結構提取出的骨干子結構和上述附加子結構組合時的質量、與根據(jù)上述未知物質所對應的MSn譜獲得的產物離子的質量的一致性進行判斷，由此估計各產物離子的結構式并列舉產物離子結構式候選；以及 c)未知物質結構估計步驟，基于通過該產物離子結構估計步驟估計出的多個產物離子所對應的產物離子結構式候選，來搜索能夠通過裂解生成這些結構式候選的結構式，由此估計未知物 質的結構式。
2.根據(jù)權利要求1所述的質量分析數(shù)據(jù)解析方法，其特征在于， 在提供已知物質的MSn譜來作為追加信息的情況下，在上述產物離子結構估計步驟中，將根據(jù)該已知物質的MSn譜判明的源自已知物質的產物離子與根據(jù)未知物質的MSn譜判明的源自未知物質的產物離子進行比較，來估計對已知物質的哪個部位附加了附加子結構，從而進行產物離子結構式的限定。
3.根據(jù)權利要求1所述的質量分析數(shù)據(jù)解析方法，其特征在于， 在提供未知物質的組成式來作為追加信息的情況下，在上述脫離后結構估計步驟中，利用根據(jù)未知物質的組成與上述附加子結構的差求出的脫離子結構的組成，來進行脫離后結構式候選的限定。
4.根據(jù)權利要求1所述的質量分析數(shù)據(jù)解析方法，其特征在于， 在提供源自未知物質的至少一個產物離子的組成式或者結構式來作為追加信息的情況下，在上述產物離子結構估計步驟中，利用該追加信息省略一部分產物離子的結構式估計、或者進行產物離子結構式候選的限定。
5.根據(jù)權利要求1所述的質量分析數(shù)據(jù)解析方法，其特征在于， 在通過上述脫離后結構估計步驟估計出的脫離后結構式候選存在多個的情況下，針對多個脫離后結構式候選中的每一個，通過上述產物離子結構估計步驟和上述未知物質結構估計步驟來估計未知物質的結構式，求出多個結構式候選。
6.根據(jù)權利要求1所述的質量分析數(shù)據(jù)解析方法，其特征在于， 針對未知物質的多個結構式候選，按可能性從高到低的順序進行排序，并將結構式候選與該排序一起輸出。
7.根據(jù)權利要求1所述的質量分析數(shù)據(jù)解析方法，其特征在于， 在將針對MSn+1譜執(zhí)行各上述步驟而得到的估計結構式作為未知物質的一個產物離子的結構式候選之后，估計未知物質的結構式，該MSn+1譜是在將未知物質的MSn譜中的具有特定的質量電荷比的離子作為前體離子而執(zhí)行的MSn+1分析中得到的。
8.根據(jù)權利要求1所述的質量分析數(shù)據(jù)解析方法，其特征在于， 使用在不同的分析條件下針對未知物質獲取到的多個MS1Hf，通過各上述步驟分別求出未知物質的結構式的候選，將其結果的積累作為未知物質的結構式估計結果進行輸出。
9.一種質量分析數(shù)據(jù)解析裝置，基于對通過使源自未知物質的前體離子發(fā)生一級或多級的裂解而生成的產物離子進行質量分析而得到的MSn譜，來估計上述未知物質的結構，其中，該未知物質是由結構已知的已知物質發(fā)生局部的結構變化而產生的，η為I以上的整數(shù)，該質量分析數(shù)據(jù)解析裝置的特征在于，具備: a)脫離后結構估計單元，其基于預先提供的上述已知物質的結構式信息、同樣預先提供的隨著上述結構變化而能夠對上述已知物質附加的附加子結構的信息以及根據(jù)上述未知物質所對應的質譜獲得的源自該未知物質的前體離子的質量信息，來估計隨著上述結構變化而未知的脫離子結構從上述已知物質脫離后的脫離后結構式； b)產物離子結構估計單元，其針對由該脫離后結構估計單元列舉出的脫離后結構式候選，對使從以該脫離后結構式候選的結構式表示的結構提取出的骨干子結構與上述附加子結構組合時的質量、與根據(jù)上述未知物質所對應的MSn譜獲得的產物離子的質量的一致性進行判斷，由此估計各產物離子的結構式并列舉產物離子結構式候選；以及 c)未知物質結構估計單元，其基于由該產物離子結構估計單元估計出的多個產物離子所對應的產物離子結構式候選，來搜索能夠通過裂解生成這些結構式候選的結構式，由此估計未知物質的結構式。`
【文檔編號】G01N27/62GK103842809SQ201180074026
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2011年10月7日 優(yōu)先權日:2011年10月7日
【發(fā)明者】小澤弘明, 山口真一 申請人:株式會社島津制作所