JP4725082B2 - クロマトグラフ質量分析装置 - Google Patents

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Description

本発明は、クロマトグラフ質量分析装置に関し、特に、測定されたクロマトグラムをアナログ又はディジタル信号として出力する機能を備えたクロマトグラフ質量分析装置に関する。
クロマトグラフ質量分析装置は、ガスクロマトグラフ装置や液体クロマトグラフ装置などのクロマトグラフ部で時間的に分離された試料を質量分析部によって質量数（質量／電荷）に基づいて分離・検出することによってクロマトグラムを作成するものであるが、該クロマトグラムのアナログ又はディジタル信号は、フラクションコレクタなどの別の装置に出力され、分取動作などに利用されることがある（特許文献１）。このようなクロマトグラム信号を利用する装置には、入力された信号を所定の動作に利用するための信号処理用パラメータがあり、入力信号に応じてパラメータを適切に設定する必要がある。
一方、多くの質量分析装置では、同時並行に異なる複数の条件のクロマトグラムを観測することができる。このような複数のクロマトグラムとしては、例えば、SIM（Selected Ion Monitoring、選択イオン検出）測定におけるモニタイオンの異なる複数のクロマトグラムや、スキャン測定における複数のMC（Mass Chromatogram、マスクロマトグラム）等がある。このような異なる複数の条件で同時並行に測定されたクロマトグラムを、単一のアナログ又はディジタル信号出力ポートから出力するために、従来のクロマトグラフ質量分析装置では各信号を加算したり平均化したりすることによって信号の合成を行っていた。
特開2004-198123号公報（[0002]〜[0005],図4）
しかし、上記のような加算による信号の合成を行った場合には、以下のような問題点があった。図３に示すように、一般に信号成分であるクロマトピークは、加算前の各クロマトグラムのいずれか一つ、あるいは少数にのみ現れるため、合成する信号数を変更しても、ピークの強度が変化することはない。しかし、ノイズ成分によるベースラインのレベルはそのまま加算されるため、合成されたアナログ又はディジタル信号のベースラインのレベルが加算前よりも高くなってしまう。また、元々の信号強度が強い場合、図３の最初のピークのように、加算することによって信号が飽和してしまい、正常な波形出力が行えない場合がある。
これに対し、平均化によるクロマトグラムの合成を行った場合は、図４に示すように、ノイズ成分によるベースラインのレベルは大きく変化することはない。しかし、信号成分であるクロマトピークは合成する信号数で除算されるため、ピーク強度が低下してしまう。
このため、従来の質量分析装置では、合成する信号数を変更した場合は、それに合わせてフラクションコレクタ等のクロマトグラム信号を利用する機器のパラメータ設定をその都度変更しなければならず、操作が煩雑になっていた。そこで、本発明が解決しようとする課題は、合成の過程でベースラインのレベルが上がったり、クロマトピークの強度が低下することがなく、合成する信号条件や数を変更したときでも、出力されたクロマトグラム信号を利用する機器の設定変更を行う必要のないクロマトグラフ質量分析装置を提供することである。
上記課題を解決するために成された本発明に係るクロマトグラフ質量分析装置は、クロマトグラフ部で時間的に分離された試料成分を質量分析部に導入して分析し、得られたクロマトグラムの信号を出力する機能を備えたクロマトグラフ質量分析装置において、
異なる条件で同時に測定された複数のクロマトグラムについて、各時点のクロマトグラム信号を比較してそれらのうち最大値をその時点の信号値とする合成クロマトグラムを生成するクロマトグラム合成手段を備えることを特徴とする。
上記のような構成とすることにより、質量分析装置における分析条件の変更が、出力されるクロマトグラムのベースラインレベルやピーク強度に及ぼす影響を小さくすることにより、質量分析部から出力されるクロマトグラム信号を利用する機器の設定値を頻繁に変更する必要がなくなり、分析装置の条件設定における効率を向上させることができる。
以下、実施例を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
［実施例］
本発明の一実施例である液体クロマトグラフ質量分析装置（LC/MS）の要部の構成を図１に示す。本実施例の液体クロマトグラフ質量分析装置１０は、質量分析によって得られたクロマトグラム信号をフラクションコレクタ２０に出力するものであり、該フラクションコレクタ２０では入力信号に基づいて試料の分取が行われる。
移動相容器１１に貯留されている移動相はポンプ１２により吸引され、一定流量で試料導入部１３を介してカラム１４に流される。試料導入部１３において移動相中に注入された試料液は移動相に乗ってカラム１４に導入され、カラム１４を通過する間に時間的に分離されて溶出する。カラム１４からの溶出液は流路を分岐するスプリッタ１５を介して、質量分析部１６とフラクションコレクタ２０に送られる。このとき、スプリッタ１５からフラクションコレクタ２０へのサンプルの到達時間が、質量分析部１６へのサンプルの到達時間よりも遅くなるように配管の長さ等が調節されているため、質量分析部１６で得られたクロマトグラムに従って、フラクションコレクタ２０を動作させることができる。信号処理部１７は質量分析部１６の検出器１６ａにおいて得られた検出信号に基づいてクロマトグラムを作成すると共に、必要に応じて複数のクロマトグラムの合成を行う（詳細は後述する）。
信号処理部１７から出力されたクロマトグラム信号は、フラクションコレクタ２０の制御部２０ａに送られる。フラクションコレクタ２０は、該クロマトグラムに出現するクロマトピークに基づいて、電磁弁を開閉させたりアームを移動させたりすることによって、異なる成分を含む溶出液をそれぞれ異なるバイアル瓶に分取する。このようなクロマトピークは、一般にベースラインレベルやピーク強度、ピークの立ち上がり等の傾斜などを解析することによって認識される。そのため、フラクションコレクタ２０にはこれらの閾値など、信号解析に必要なパラメータが操作者によって予め設定される。
以下、本発明のクロマトグラフ質量分析装置において、異なる条件で同時並行に測定された複数のクロマトグラム信号を合成する方法について説明する。例えば、質量分析部１６でSIM測定を行って3種類のイオン強度をモニタすると、その測定結果は図２のクロマトグラム１〜３のように得られる。これらのクロマトグラムのイオン強度をA/D変換器（図示略）によってディジタル値に変換し、各時点のクロマトグラム信号を比較してそれらのうち最大値を採用し、合成クロマトグラムとして出力する。該合成クロマトグラムはディジタル信号としてフラクションコレクタ２０に出力してもよいが、再度D/A変換し、アナログ信号としてフラクションコレクタ２０に出力するようにしてもよい。
このようにしてクロマトグラムを合成することにより、図２に示すように、ベースラインのレベル、ピーク強度、ピークの立ち上がりを含むピーク形状のいずれについても、合成前の各クロマトグラムと合成後のクロマトグラムで大きな違いが生じることはなく、加算による信号合成を行った場合のように、合成による信号の飽和が生じるおそれもない。そのため、合成するクロマトグラムの数を変更しても、フラクションコレクタ側のパラメータ変更を行う必要がない。
なお、本発明のクロマトグラフ質量分析装置は、クロマトグラムの合成方法として、上記の最大値の採用による合成方法の他に、従来と同様の加算による合成方法や、平均化による合成方法を行うこともできるようにし、操作者が必要に応じて合成方法を選択できるようにすることが望ましい。
ここではSIM測定において3種類のイオンをモニタして得られたクロマトグラムを合成する場合について説明したが、本発明はクロマトグラムの数や種類に依存するものではなく、例えば、クロマトグラムとして、スキャン測定において得られるMC、MIC（Multi Ion Chromatogram、マルチイオンクロマトグラム）、TIC（Total Ion Chromatogram、トータルイオンクロマトグラム）を用いることも可能である。また、一般的なMS分析で得られたクロマトグラムだけでなく、MS/MS分析やMSn分析で得られるクロマトグラム、イオン化極性の違いで得られるそれぞれのクロマトグラムの組み合わせ等による様々なクロマトグラムの合成に適用することができる。
以上、本発明のクロマトグラフ質量分析装置について実施例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が許容される。例えば、本発明のクロマトグラフ質量分析装置に接続する装置は、上記実施例のようなフラクションコレクタに限定されるものではなく、クロマトグラフ質量分析装置から出力されるクロマトグラム信号を利用する装置であればいかなるものであってもよい。また、上記実施例のような液体クロマトグラフ質量分析装置に限らず、ガスクロマトグラフ質量分析装置に対しても、同様に本発明を適用することができる。
本発明の一実施例である液体クロマトグラフ質量分析装置の要部の構成を示すブロック図。 本発明のクロマトグラフ質量分析装置におけるクロマトグラフの合成方法を説明する図。 従来のクロマトグラフ質量分析装置における、信号の加算によるクロマトグラムの合成方法を説明する図。 従来のクロマトグラフ質量分析装置における、信号の平均化によるクロマトグラムの合成方法を説明する図。
符号の説明
１０…液体クロマトグラフ質量分析装置（LC/MS）
１１…移動相容器
１２…ポンプ
１３…試料導入部
１４…カラム
１５…スプリッタ
１６…質量分析部
１６ａ…検出器
１７…信号処理部
２０…フラクションコレクタ
２０ａ…制御部

Claims (1)

  1. クロマトグラフ部で時間的に分離された試料成分を質量分析部に導入して分析し、得られたクロマトグラムの信号を出力する機能を備えたクロマトグラフ質量分析装置において、
    異なる条件で同時に測定された複数のクロマトグラムについて、各時点のクロマトグラム信号を比較してそれらのうち最大値をその時点の信号値とする合成クロマトグラムを生成するクロマトグラム合成手段を備えることを特徴とするクロマトグラフ質量分析装置。
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