(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液中の混合試料を分離する液体クロマトグラフと、液体クロマトグラフから分離流出した成分を導入してイオン化するイオン源と、該イオン源で生成される試料イオンを質量分析するための質量分析部とを備えた液体クロマトグラフ質量分析装置において、
前記液体クロマトグラフとイオン源との間に試料導入量抑制手段を設け、液体クロマトグラフから目的の試料成分が流出する時間帯には流出液のイオン源への導入量を多くし、液体クロマトグラフから目的の試料成分が流出しない時間帯には流出液のイオン源への導入量を抑制するように構成したことを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
【請求項２】
前記試料導入量抑制手段は、前記液体クロマトグラフへ試料液を注入してからの経過時間に基づいて作動することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液体クロマトグラフ質量分析装置。
【請求項３】
前記試料導入量抑制手段は、前記液体クロマトグラフに付属する検出器からの検出信号に基づいて作動することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液体クロマトグラフ質量分析装置。
【請求項４】
前記試料導入量抑制手段は、前記質量分析部において検出された質量スペクトルの信号に基づいて作動することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液体クロマトグラフ質量分析装置。
【請求項５】
前記試料導入量抑制手段は、試料液を前記イオン源の外部に流出させるスプリッターであることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、または第４項記載の液体クロマトグラフ質量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶液中の微量成分分析に用いて好適な液体クロマトグラフ質量分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、液体クロマトグラフ（ＬＣ）と質量分析計（ＭＳ）を組み合わせた液体クロマトグラフ質量分析装置（ＬＣ／ＭＳ）が広く使われている。ＬＣ／ＭＳは、化合物の性質の違いによってカラムからの溶出時間が異なることを利用して、混合物試料をＬＣのカラムで分離し、その溶出液を連続的にＭＳに導入して分析する手法である。
【０００３】
例として、図１について説明する。図１はＬＣ／ＭＳを模式的に表わしたものである。ＬＣ／ＭＳでは、ＬＣ１に試料を注入し、試料成分を分離後、ＭＳ２に送液するのであるが、一般に、ＬＣで分離・分析する際の試料液の最適流量と、ＭＳ分析を行なう際の試料液の最適流量とが異なる場合が多い。その場合、ＭＳ側の最適流量の方がＬＣ側の最適流量よりも少ないことが多いので、スプリッター３によってＬＣ溶出液をスプリットし、ＭＳに対しては、ＭＳ分析にとって必要なだけの最適流量を導入するようにしている。
【０００４】
例えば、ＬＣ側の最適流量が１ｍＬ／ｍｉｎであるのに対して、ＭＳ側の最適流量が２００μＬである場合には、ＭＳ側に送られる試料液の量をスプリッター３で１／５に流量調整する。このようにすることにより、ＬＣとＭＳの整合を取ることができる。
【０００５】
こうしてＭＳに送られた試料液は、ＥＳＩ、ＡＰＣＩ、Ｆｒｉｔ−ＦＡＢ、サーモスプレイなどのイオン源によってイオン化され、ＭＳ分析に供される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成において、液体クロマトグラフ質量分析装置の問題点の一つは、試料液をイオン源でイオン化する際に、イオン源が試料液によって汚れることである。ＥＳＩ、ＡＰＣＩ、Ｆｒｉｔ−ＦＡＢ、サーモスプレイなどのイオン源は、液体クロマトグラフと連結して用いられることが多い。そして、これらのイオン源は、生体関連の分析、環境分析、天然物分析など塩や不純物を多く含む試料の定量分析に用いられることが多い。
【０００７】
定量分析の場合、多くの検体数を昼夜運転によって連続測定する場合が多く、このような試料を対象にして分析を行なうと、イオン源やＭＳ全体が汚染されやすい。その結果、分析データの再現性及び精度が低下する恐れがある。これは定量分析においては大きな問題点である。
【０００８】
イオン源が汚れた場合、通常、測定をいったん中断して、イオン源を洗浄しなければならない。ＭＳ全体が汚染された場合には、洗浄をするのに装置全体を分解しなければならず、非常に手間取ることになる。
【０００９】
このような試料液による汚染を最小限にとどめるために、ＬＣとイオン源の間のインターフェイス部に試料液の流路切り替え手段を設け、ＬＣから目的の試料成分が溶出している間だけ、ＬＣからイオン源に試料液を送液し、ＬＣから目的の試料成分が溶出していない間は、試料液の流路をドレイン側に切り替えると共に、イオン源には試料成分を含まない溶媒のみをダミーとして供給し、汚れのもとを含むＬＣからの流出液がイオン源に入らないようにする提案がある（例えば、特開昭６１−１０２５５３号や特開平１−１４００６０号を参照）。
【００１０】
ところが、この方法では、流路を切り替えている間は、試料液がイオン源に全く導入されないため、その時間帯のＭＳ情報を全く取ることができないという問題がある。ＬＣによって分離される試料成分のピークがあらかじめ全てわかっている場合は、それで問題はないが、あらかじめわかっているピーク以外に別のピークが存在している可能性がある場合などには、目的の試料ピークの存在する時間領域のみならず、それ以外の時間領域についても、ＭＳ情報を常時モニターしておく必要がある。
【００１１】
本発明の目的は、上述した点に鑑み、試料液によってイオン源が汚染されにくいだけでなく、目的の試料ピークが溶出していない時間帯もＭＳで試料の情報をモニターすることが可能な液体クロマトグラフ質量分析装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明にかかる液体クロマトグラフ質量分析装置は、溶液中の混合試料を分離する液体クロマトグラフと、液体クロマトグラフから分離流出した成分を導入してイオン化するイオン源と、該イオン源で生成される試料イオンを質量分析するための質量分析部とを備えた液体クロマトグラフ質量分析装置において、前記液体クロマトグラフとイオン源との間に試料導入量抑制手段を設け、液体クロマトグラフから目的の試料成分が流出する時間帯には流出液のイオン源への導入量を多くし、液体クロマトグラフから目的の試料成分が流出しない時間帯には流出液のイオン源への導入量を抑制するように構成したことを特徴としている。
【００１３】
また、前記試料導入量抑制手段は、前記液体クロマトグラフへ試料液を注入してからの経過時間に基づいて作動することを特徴としている。
【００１４】
また、前記試料導入量抑制手段は、前記液体クロマトグラフに付属する検出器からの検出信号に基づいて作動することを特徴としている。
【００１５】
また、前記試料導入量抑制手段は、前記質量分析部において検出された質量スペクトルの信号に基づいて作動することを特徴としている。
【００１６】
また、前記試料導入量抑制手段は、試料液を前記イオン源の外部に流出させるスプリッターであることを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図２は、本発明にかかるＬＣ／ＭＳを模式的に表わしたものである。本発明のＬＣ／ＭＳは、基本的にはＬＣとＭＳの間にスプリッターを挿入した形を取り、図１に示したものと同等の構成である。ただ、その基本構成にスプリッター３の制御手段４を設け、ＬＣからの試料成分の溶出状況に応じてスプリッター３のスプリット比を任意に制御できるようにしたことが本発明の特徴である。
【００１８】
この制御手段４は、ＬＣへの試料注入からの時間経過を計測し、その経過時間に基づいて作動するように構成される。オペレータは、予めこの制御手段４に、目的とする化合物が溶出する時間（リテンションタイム）に対して任意の時間ウィンドウを設定する。そして、その時間以外は、スプリッターのスプリット比を極端に大きくし、ＭＳのイオン源に導入される試料液の量を大幅に減少させる。その結果、試料液によるＭＳ（特にイオン源）の汚染は大きく軽減される。
【００１９】
図３は、本発明にかかるＬＣ／ＭＳのタイムチャートである。図の横軸は、ＬＣからの試料液の溶出時間を表わし、図の縦軸は、試料成分のＬＣピーク強度を表わす。図３において、ＭＳの測定対象となる試料成分が、ＬＣに試料を注入後３〜５分、及び６〜７分の時間帯に溶出するものとすると、３〜５分、及び６〜７分の時間帯のみスプリッターのスプリット比を１／５にしておき、それ以外の時間帯は１／２００になるように設定する。
【００２０】
例えば、ＬＣの流量が１ｍＬ／ｍｉｎだとすると、３〜５分、及び６〜７分の時間帯のみは２００μＬ／ｍｉｎでＭＳに試料液を導入し、それ以外の時間帯は５μＬ／ｍｉｎでＭＳに試料液を導入するようにする。そうすることにより、ＭＳの汚れを従来の１／４０に抑えることができる。その結果、イオン源の洗浄回数が減少し、通常１日１回洗浄が必要であったものを、週１回程度にまで減らすことができる。
【００２１】
また、ＬＣに試料注入後３〜５分、及び６〜７分の時間帯以外の時間領域でも、スプリッターを絞った状態でＭＳへの試料液の導入を引き続き行なっているので、検出感度は必ずしも高くはないが、ＭＳの測定をそのまま続けることができ、目的とする試料成分のピークのみならず、そのピーク以外のピークのＭＳの情報をも取得することができる。その際、ＭＳから得られるイオン量の情報から目的外のピークの出現を検出し、その検出結果を制御手段４に送ることにより、その目的外のピークが出現している間スプリッターのスプリット比を１／５に戻すこともできる。そのようにすれば、目的外のピークであっても、目的のピークと同じ高い検出感度でＭＳの情報を取得することができる。
【００２２】
このように、全てのリテンションタイムに対して情報を得ておくことは、分析対象試料の情報を見落とさないようにする上で、極めて重要なことである。こうすることで、予想外の化合物によるクロマトピークが現れた場合、測定終了後、そのピークのＭＳスペクトルをシステム上で開いて見て、このピークの成分が何であるかを定性的に解析することが可能になるからである。
【００２３】
尚、ＭＳへの試料導入量の切り替えは、前述したように、ＬＣへの試料注入からの経過時間に基づいて行なわせることが可能であるほか、図４のように、ＬＣに付属しているＵＶ検出器５からの検出信号に基づいて行なわせてもよいし、また、図５のように、ＭＳの検出信号に基づいて行なわせてもよい。図４及び図５の実施例の場合には、制御手段４はＵＶ検出器５からの検出信号あるいはＭＳ分析部から得られる検出信号に基づいてクロマトピークの出現を判別し、その判別結果に基づいてスプリッターを制御することにより、クロマトピークが出現している期間のみ、ＭＳへの試料液の導入量を増加させる。従って、予め含まれている成分が予測できない全く未知の試料に対しても、ＭＳの汚染を軽減した測定が可能となる。
【００２４】
また、イオンを生成させる方法としては、ＥＳＩ、ＡＰＣＩ、Ｆｒｉｔ−ＦＡＢ、サーモスプレイなどを例に挙げたが、これら以外に、誘導結合高周波プラズマ法（ＩＣＰ）などを用いてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明の液体クロマトグラフ質量分析装置によれば、ＬＣからの試料液をイオン源に導入することによるＭＳの汚染を軽減することができるので、測定時における装置のメインテナンスが容易になる。また、目的とする試料成分ピークのＭＳの情報のみならず、そのピーク以外のピークのＭＳの情報も併せて入手することができるので、それらから総合的に測定試料のデータを判断することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の液体クロマトグラフ質量分析装置を示す図である。
【図２】  本発明の液体クロマトグラフ質量分析装置の一実施例を示す図である。
【図３】  本発明の液体クロマトグラフ質量分析装置において、その動作を説明するタイムチャートである。
【図４】  本発明の液体クロマトグラフ質量分析装置の一実施例を示す図である。
【図５】  本発明の液体クロマトグラフ質量分析装置の一実施例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・液体クロマトグラフ（ＬＣ）、２・・・質量分析計（ＭＳ）、３・・・スプリッター、４・・・スプリッターの制御手段、５・・・ＵＶ検出器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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