(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間軸上に連続的に又は不連続に設定された時間範囲に対応したセグメント毎に質量分析の測定条件を設定可能としたクロマトグラフ四重極型質量分析装置により繰り返し収集されたデータを処理しクロマトグラムを作成するクロマトグラフ質量分析用データ処理装置において、
a)前記セグメント毎に質量分析の測定条件として設定されたパラメータ値を記憶しておく記憶手段と、
b)２つのセグメントが連続的であるときに該２つのセグメントに対応する所定のパラメータ値を前記記憶手段より取得し、それら所定のパラメータ値が一致するか否かを判定する判定手段と、
c)該判定手段により所定のパラメータ値が一致していると判定された場合に、前記２つのセグメントのそれぞれにおいて対応する測定条件の下に収集されたデータに基づく部分クロマトグラムを、その２つのセグメントの境界で連結させたクロマトグラムを作成するクロマトグラム作成処理手段と、
を備えることを特徴とするクロマトグラフ質量分析用データ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のクロマトグラフ質量分析用データ処理装置であって、
前記記憶手段は、前記セグメント毎に質量分析の測定条件として設定された測定モードとパラメータ値とを記憶しておき、前記判定手段は、前記２つのセグメントに対応する測定モードと所定のパラメータ値とがそれぞれ一致するか否か判定し、前記クロマトグラム作成処理手段は、測定モードが一致し且つパラメータ値が一致している場合に、部分クロマトグラムの連結を行うことを特徴とするクロマトグラフ質量分析用データ処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載のクロマトグラフ質量分析用データ処理装置であって、
クロマトグラムを表示させたい質量電荷比若しくは質量電荷比範囲又は測定対象化合物を分析者が指示するための指示手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記２つのセグメントに対応する所定のパラメータ値が一致するか否か判定するほか、該２つのセグメントに対し前記指示手段を介してそれぞれ指示された表示上の質量電荷比若しくは質量電荷比範囲又は測定対象化合物が一致しているか否かを判定し、前記クロマトグラム作成処理手段は、パラメータ値が一致し且つ表示上の質量電荷比若しくは質量電荷比範囲又は測定対象化合物が一致している場合に、部分クロマトグラムの連結を行うことを特徴とするクロマトグラフ質量分析用データ処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のクロマトグラフ質量分析用データ処理装置であって、
前記クロマトグラフ四重極型質量分析装置は、コリジョンセルを挟んで前段四重極マスフィルタと後段四重極マスフィルタとを具備するクロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置であり、
前記所定のパラメータ値は、前段四重極マスフィルタでイオンを質量電荷比に応じて選別しコリジョンセル内でのイオンの解離及び後段四重極マスフィルタでのイオンの選別を行わないＱ１ＳＩＭ測定モード、前段四重極マスフィルタでのイオンの選別及びコリジョンセル内でのイオンの解離を行わずに後段四重極マスフィルタでイオンを質量電荷比に応じて選別するＱ３ＳＩＭ測定モード、又は、前段四重極マスフィルタでイオンを質量電荷比に応じて選別し選別されたイオンをコリジョンセル内で解離させ、それにより生成されたプロダクトイオンを後段四重極マスフィルタで質量電荷比に応じて選別するＭＲＭ測定モードのいずれかにおいて、四重極マスフィルタで選別されるイオンの質量電荷比の値であることを特徴とするクロマトグラフ質量分析用データ処理装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載のクロマトグラフ質量分析用データ処理装置であって、
前記クロマトグラフ四重極型質量分析装置は、コリジョンセルを挟んで前段四重極マスフィルタと後段四重極マスフィルタとを具備するクロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置であり、前記所定のパラメータ値は、プリカーサイオンスキャン測定モードにおいて後段四重極マスフィルタで選別されるイオンの質量電荷比の値であることを特徴とするクロマトグラフ質量分析用データ処理装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかに記載のクロマトグラフ質量分析用データ処理装置であって、
前記クロマトグラフ四重極型質量分析装置は、コリジョンセルを挟んで前段四重極マスフィルタと後段四重極マスフィルタとを具備するクロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置であり、前記所定のパラメータ値は、プロダクトイオンスキャン測定モードにおいて前段四重極マスフィルタで選別されるイオンの質量電荷比の値であることを特徴とするクロマトグラフ質量分析用データ処理装置。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかに記載のクロマトグラフ質量分析用データ処理装置であって、
前記クロマトグラフ四重極型質量分析装置は、コリジョンセルを挟んで前段四重極マスフィルタと後段四重極マスフィルタとを具備するクロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置であり、前記所定のパラメータ値は、ニュートラルロススキャン測定モードにおいて前段四重極マスフィルタで選別されるイオンの質量電荷比と後段四重極マスフィルタで選別されるイオンの質量電荷比との差であるニュートラルロスの値であることを特徴とするクロマトグラフ質量分析用データ処理装置。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれかに記載のクロマトグラフ質量分析用データ処理装置であって、
前記所定のパラメータ値は、前記クロマトグラフ四重極型質量分析装置に備えられた四重極マスフィルタで所定の質量電荷比範囲に亘る質量走査が実行される測定モードにおいてその質量電荷比範囲であることを特徴とするクロマトグラフ質量分析用データ処理装置。
【請求項９】
請求項１〜３のいずれかに記載のクロマトグラフ質量分析用データ処理装置であって、
前記所定のパラメータ値は、前記クロマトグラフ四重極型質量分析装置に備えられた四重極マスフィルタで１乃至複数の質量電荷比を順次設定して測定を行うＳＩＭ測定モードにおいてその測定対象の質量電荷比であることを特徴とするクロマトグラフ質量分析用データ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）や液体クロマトグラフ（ＬＣ）等のクロマトグラフと四重極型質量分析装置とを組み合わせたクロマトグラフ質量分析装置で収集されたデータを処理するデータ処理装置に関し、特に、クロマトグラフとタンデム四重極型質量分析装置（三連四重極型質量分析装置とも呼ばれる）とを組み合わせたクロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置で収集されたデータを処理するのに好適なデータ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分子量が大きな化合物の同定やその構造解析、或いは定量などを行うために、質量分析の一つの手法としてＭＳ／ＭＳ分析（タンデム分析）と呼ばれる手法が広く用いられている。ＭＳ／ＭＳ分析を行うための質量分析装置としては種々の構成のものがあるが、装置構造が比較的簡単で操作や扱いも容易であるのがタンデム四重極型質量分析装置である。
【０００３】
一般的なタンデム四重極型質量分析装置では、イオン源で生成された試料成分由来のイオンが前段四重極マスフィルタ（しばしば慣用的にＱ１と表記される）に導入され、特定の質量電荷比m/zを有するイオンがプリカーサイオンとして選別される。このプリカーサイオンが、四重極型（又はそれ以上の多重極型）イオンガイド（しばしば慣用的にｑ２と表記される）が内装されたコリジョンセルに導入される。コリジョンセル内にはアルゴン等の衝突誘起解離（ＣＩＤ）ガスが供給され、プリカーサイオンはコリジョンセル内でＣＩＤガスに衝突して開裂し、各種のプロダクトイオンが生成される。このプロダクトイオンが後段四重極マスフィルタ（しばしば慣用的にＱ３と表記される）に導入され、特定の質量電荷比m/zを有するプロダクトイオンが選別されて検出器に到達し検出される。
【０００４】
上記のようなタンデム四重極型質量分析装置は単独で使用される場合もあるが、しばしばガスクロマトグラフ（ＧＣ）や液体クロマトグラフ（ＬＣ）等のクロマトグラフと組み合わせて使用される。特に近年、食品中の残留農薬の検査、環境中の汚染物質の検査，医薬品の血中濃度検査、或いは、薬毒物のスクリーニングといった、多数の化合物が含まれる試料や雑多な夾雑物が混入している試料などを対象とする微量分析の分野では、クロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置が必要不可欠なものとなりつつある。
【０００５】
クロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置におけるＭＳ／ＭＳ分析には、ＭＲＭ（Multiple Reaction Monitoring：多重反応モニタリング）測定モード、プリカーサイオンスキャン測定モード、プロダクトイオンスキャン測定モード、ニュートラルロススキャン測定モード、といった測定モードがある（特許文献１参照）。このうち、ＭＲＭ測定モードでは、前段四重極マスフィルタと後段四重極マスフィルタとを通過し得るイオンの質量電荷比をそれぞれ固定し、特定のプリカーサイオンの開裂により生じた特定のプロダクトイオンの強度（量）を測定する。したがって、ＭＲＭ測定では、２段階のマスフィルタによって非測定対象成分や夾雑成分由来のイオン或いは中性粒子が除去され、高いＳＮ比のイオン強度信号を得ることができる。そのため、ＭＲＭ測定は特に微量成分の定量分析に威力を発揮する。例えばガスクロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置（ＧＣ／ＭＳ／ＭＳ）では、ごく微量である成分の定量性が要求される残留農薬の多成分一斉定量分析などにＭＲＭ測定がよく用いられる。
【０００６】
またクロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置では、単一の四重極マスフィルタを備えるクロマトグラフ質量分析装置と同様の、イオンの解離操作を伴わないスキャン測定やＳＩＭ（Selected Ion Monitoring：選択イオンモニタリング）測定も可能であり、前段四重極マスフィルタでのみイオンの選別を行い後段四重極マスフィルタではイオンを素通りさせるＱ１ＳＩＭ測定モードやＱ１スキャン測定モード、イオンを前段四重極マスフィルタで素通りさせ後段四重極マスフィルタでのみイオンの選別を行うＱ３ＳＩＭ測定モードやＱ３スキャン測定モード、といった測定モードがある。特徴的なプロダクトイオンが得られにくい比較的分子量が小さな既知化合物の定量分析には、Ｑ３ＳＩＭ測定モードもよく用いられる。
【０００７】
クロマトグラフ四重極型質量分析装置やクロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置では、クロマトグラフにおいて試料中の各種成分が時間的に分離されるが、試料に含まれる測定対象化合物が多い場合には、クロマトグラフでは十分に分離されずに、ほぼ同じ時間範囲に重なって複数の化合物が質量分析装置に導入されることがある。そこで、従来のこの種の装置では、同じ時間範囲内で、異なる質量電荷比のイオンに対するＱ３ＳＩＭ測定モード又はＭＲＭ測定モードを順次切り替えながら次々に実行し、異なる化合物由来のイオン強度信号を得ることができるようになっている。
【０００８】
上記のような複雑な測定における測定条件をユーザが簡便に設定できるようにするために、従来のクロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置では次のような方法が採用されている。
即ち、実施したい測定モードとその測定モードにおける測定条件（例えばＭＲＭ測定モードであれば、前段四重極マスフィルタで選択される質量電荷比値及び後段四重極マスフィルタで選択される質量電荷比値など）とはイベントと呼ばれる単位で規定される。或る時間に複数のイベントが設定されている場合には、その複数のイベントにそれぞれ定められている条件に従った分析が１つずつ順に実行されるというサイクルが繰り返される。ＳＩＭ測定やＭＲＭ測定による定量分析では、基本的に、１つのイベントは１つの測定対象化合物に対応している。何故なら、その測定対象化合物に特徴的である質量電荷比を持つイオンを測定するように、イベントの内容が定められるからである。
【０００９】
ただし、各イベントに従った測定を順番に実行するため、同一時間範囲内に設定されるイベントの数が多いほど、各測定に割り当てられる時間が短くなったり同じイベントの繰り返し実行の時間間隔が広くなったりする。前者の場合、測定精度や感度が低下し、定量精度の低下に繋がる。一方、後者の場合、成分濃度の最大値、つまりはクロマトグラムのピークトップを見落とすおそれがあり、ピーク面積の精度が下がって、やはり定量精度の低下に繋がる。そこで、こうした事態を避けるために、分析開始（試料注入）時点から終了時点までの時間範囲を複数のセグメントと呼ばれる時間単位に区分けし、或いは、分析開始時点から終了時点までの時間範囲内に重ならないように複数のセグメントを設定し、そのセグメント毎にイベントを設定するような手法が採られている。
【００１０】
図５は時間経過に対するセグメントとイベントの設定の概念を示す図である。図中のセグメント１〜３のようにセグメントは時間的に連続的であってもよいし、セグメント３、４のように不連続であってもよいが、通常、ユーザは連続的にセグメントを設定することが多い。セグメント毎にそれぞれ１乃至複数のイベントが設定されており、例えばセグメント１が設定されているｔ1〜ｔ2の時間範囲には、イベント番号が１及び２である２つのイベントに従った測定が繰り返されることになる。このような手法によれば、測定対象化合物の保持時間付近のセグメントに対してのみ、その測定対象化合物を定量するためのイベントを設定すればよく、各セグメントに割り当てられるイベントの数を抑えることができる。
【００１１】
上述したように、イベント及びセグメントを利用して測定条件を設定する場合、１つのセグメントに割り当てられるイベントの数が少ないほど精度の高いクロマトグラムを得ることができる。イベントの数を減らすには、セグメントの時間幅を狭くし測定対象化合物の保持時間に合わせて細かくセグメントを設定すればよいが、クロマトグラフ分離条件の変動などにより予め想定された保持時間からずれて測定対象化合物が現れることはよくあり、セグメントの時間幅を狭くすると、クロマトグラム上で測定対象化合物を特徴付けるイオンのピークが１つのセグメント内に収まらずに複数のセグメントを跨いでしまう可能性が高くなる。
【００１２】
従来の装置では、クロマトグラムピークが複数のセグメントに跨った場合に、その複数のセグメントで同じイベント番号に対し同じ測定モード及び同じ測定条件が設定されていれば、セグメントを跨いでクロマトグラムを連結させて連続的なピークカーブを描出できるようにしている。しかしながら、測定モードや測定条件が同一であってもイベント番号が異なっていると、図４（ａ）に例示するように、セグメントの境界付近で不連続なクロマトグラムしか得ることができなかった。その結果、ピークがセグメントを跨ぐようなクロマトグラムに対しては、適切なピーク波形処理を実行することができず、正確なピーク面積を求められないために定量性を大きく損なったり成分同定に失敗したりすることがよくあった。
【００１３】
こうした事態を避けるには、セグメントの境界にピークのリーディングやテーリングが掛かりそうかどうかを分析者（ユーザ）が判断し、そうした状態が予想される場合には、同じ測定モード及び同じ測定条件を持つイベントが同一イベント番号となるように条件設定を行う必要があった。こうした作業は煩雑であり分析者にとって大きな負担であるとともに、作業ミスを引き起こし易く、誤った分析結果を出す大きな要因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１１−２４９１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、時間軸上に適宜に設定されたセグメントの境界をクロマトグラムピークが跨いでしまうような場合に、その境界を挟んだ隣接セグメントにそれぞれ設定されているイベントの番号に依らず、クロマトグラム上で連続的なピークカーブを求め、適切なピーク波形処理や成分同定などを行うことができるクロマトグラフ質量分析用データ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために成された本発明は、時間軸上に連続的に又は不連続に設定された時間範囲に対応したセグメント毎に質量分析の測定条件を設定可能としたクロマトグラフ四重極型質量分析装置により繰り返し収集されたデータを処理しクロマトグラムを作成するクロマトグラフ質量分析用データ処理装置において、
a)前記セグメント毎に質量分析の測定条件として設定されたパラメータ値を記憶しておく記憶手段と、
b)２つのセグメントが連続的であるときに該２つのセグメントに対応する所定のパラメータ値を前記記憶手段より取得し、それら所定のパラメータ値が一致するか否かを判定する判定手段と、
c)該判定手段により所定のパラメータ値が一致していると判定された場合に、前記２つのセグメントのそれぞれにおいて対応する測定条件の下に収集されたデータに基づく部分クロマトグラムをその２つのセグメントの境界で連結させることでクロマトグラムを作成するクロマトグラム作成処理手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１７】
なお、上記クロマトグラム作成処理手段により作成されたクロマトグラムは、表示部の表示画面上に表示することが可能であるほか、ピーク面積を計算したりピークトップの位置（時間）を確定したりするためのデータ処理に供することも可能である。
【００１８】
上記クロマトグラフ四重極型質量分析装置は、単一の四重極マスフィルタを備えるクロマトグラフ四重極型質量分析装置、又は、コリジョンセルを挟んで前後二段の四重極マスフィルタを備えるクロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置のいずれかである。また、クロマトグラフはガスクロマトグラフ又は液体クロマトグラフのいずれかである。
【００１９】
また本発明に係るクロマトグラフ質量分析用データ処理装置において、クロマトグラムとは、特定の質量電荷比を持つイオン強度の時間変化を表すマスクロマトグラム、又は、全質量電荷比範囲（厳密には質量走査が行われた質量電荷比範囲）に亘るイオン強度の合算値の時間変化を表すトータルイオンクロマトグラムなどである。
【００２０】
本発明に係るクロマトグラフ質量分析用データ処理装置では、例えば複数のセグメント又は時間範囲などが指定されてクロマトグラム作成指示が出されると、判定手段は、該当する複数のセグメントの中の２つが時間的に連続しているか否かを判定し、その２つのセグメントが連続的であるときに該２つのセグメントに対応する所定のパラメータ値を前記記憶手段より取得する。そして、両セグメントに対応する所定のパラメータ値が一致するか否かを判定する。
【００２１】
所定のパラメータ値が一致しない場合には、時間的に連続するセグメントであっても、各セグメントにおいて収集されたデータに基づいてそれぞれ作成されるクロマトグラムの関連性は乏しい。一方、所定のパラメータ値が一致すれば、各セグメントに対応するクロマトグラムはいずれも、例えば同一の質量電荷比におけるマスクロマトグラムである等、連続性を有するクロマトグラムであると判断できる。そこで、クロマトグラム作成処理手段は、所定のパラメータ値が一致していると判定された場合には、その２つのセグメントにそれぞれ対応する部分クロマトグラムをその境界で連結させることでクロマトグラムを作成する。それにより、或る測定対象化合物に対応するクロマトグラム上のピークがその２つのセグメントに跨っていた場合でも、ピークの始点から終点までピークカーブが連続し、該ピークに対する波形処理や、保持時間に基づく成分同定が可能となる。また、こうしたクロマトグラムを表示画面上に表示したときにピークカーブの途切れがないので、分析者に対し違和感のないクロマトグラムを提供することができる。
【００２２】
上述したように、クロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置では、ＭＲＭ測定モードを始め、多様な測定モードによる質量分析が可能である。また、単一の四重極マスフィルタを備えるクロマトグラフ四重極型質量分析装置でも、通常、ＳＩＭ測定モードとスキャン測定モードという２つの測定モードによる質量分析が可能である。
そこで、本発明に係るクロマトグラフ質量分析用データ処理装置において、好ましくは、前記記憶手段は、前記セグメント毎に質量分析の測定条件として設定された測定モードとパラメータ値とを記憶しておき、前記判定手段は、前記２つのセグメントに対応する測定モードと所定のパラメータ値とがそれぞれ一致するか否か判定し、前記クロマトグラム作成処理手段は、測定モードが一致し且つパラメータ値が一致している場合に、部分クロマトグラムの連結を行う構成とするとよい。
【００２３】
さらにまた本発明に係るクロマトグラフ質量分析用データ処理装置において、好ましくは、クロマトグラムを表示させたい質量電荷比若しくは質量電荷比範囲又は測定対象化合物を分析者が指示するための指示手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記２つのセグメントに対応する所定のパラメータ値が一致するか否か判定するほか、該２つのセグメントに対し前記指示手段を介してそれぞれ指示された表示上の質量電荷比若しくは質量電荷比範囲又は測定対象化合物が一致しているか否かを判定し、前記クロマトグラム作成処理手段は、パラメータ値が一致し且つ表示上の質量電荷比若しくは質量電荷比範囲又は測定対象化合物が一致している場合に、部分クロマトグラムの連結を行う構成とするとよい。
【００２４】
この構成によれば、分析者が着目している測定対象化合物に対応したクロマトグラムピークが複数のセグメントに跨っている場合でも、その測定対象化合物に対応したクロマトグラムピークが、ピークの始点から終点まで途切れのない状態で表示されるようにすることができる。
【００２５】
本発明に係るクロマトグラフ質量分析用データ処理装置において、上記判定手段により一致判定がなされる所定のパラメータ値とは、質量分析の測定モードに応じたパラメータである。
【００２６】
具体的には、クロマトグラフ四重極型質量分析装置がクロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置である場合、上記所定のパラメータ値は、前段四重極マスフィルタでイオンを質量電荷比に応じて選別しコリジョンセル内でのイオンの解離及び後段四重極マスフィルタでのイオンの選別を行わないＱ１ＳＩＭ測定モード、前段四重極マスフィルタでのイオンの選別及びコリジョンセル内でのイオンの解離を行わずに後段四重極マスフィルタでイオンを質量電荷比に応じて選別するＱ３ＳＩＭ測定モード、又は、前段四重極マスフィルタでイオンを質量電荷比に応じて選別し選別されたイオンをコリジョンセル内で解離させ、それにより生成されたプロダクトイオンを後段四重極マスフィルタで質量電荷比に応じて選別するＭＲＭ測定モードのいずれかにおいて、四重極マスフィルタで選別されるイオンの質量電荷比の値とすることができる。
【００２７】
また、クロマトグラフ四重極型質量分析装置がクロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置である場合に、上記所定のパラメータ値は、プリカーサイオンスキャン測定モードにおいて後段四重極マスフィルタで選別されるイオンの質量電荷比の値としてもよいし、プロダクトイオンスキャン測定モードにおいて前段四重極マスフィルタで選別されるイオンの質量電荷比の値としてもよい。さらにまた、上記所定のパラメータ値は、ニュートラルロススキャン測定モードにおいて前段四重極マスフィルタで選別されるイオンの質量電荷比と後段四重極マスフィルタで選別されるイオンの質量電荷比との差であるニュートラルロスの値としてもよい。
【００２８】
また、上述したように四重極マスフィルタで所定の質量電荷比範囲に亘る質量走査が実行される測定モード、例えば、クロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置におけるプリカーサイオンスキャン測定モード、プロダクトイオンスキャン測定モード、ニュートラルロススキャン測定モードなどにおいて、上記所定のパラメータ値は質量走査される質量電荷比範囲、つまりは走査開始質量電荷比及び走査終了質量電荷比の値、としてもよい。
【００２９】
さらにまた、四重極型質量分析装置がタンデム型でなく単一の四重極マスフィルタを備える装置である場合、前記所定のパラメータ値は、スキャン測定モードにおける質量電荷比範囲やＳＩＭ測定モードにおける質量電荷比の値とすることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係るクロマトグラフ質量分析用データ処理装置によれば、マスクロマトグラムやトータルイオンクロマトグラムなどのクロマトグラム上の１つのピークが１つのセグメント内に収まらず複数のセグメントに跨った場合であっても、それら複数のセグメントに対して同じ測定パラメータ値が設定されてさえいれば、セグメントの境界で途切れのないクロマトグラムを作成することができる。これにより、１つの測定対象化合物に対応したクロマトグラムピークがその始点から終点まで途切れのない状態で得られるので、例えば定量分析のためにピーク面積を計算する等の波形処理を正確に行うことができる。また、波形処理によりピークトップの位置を正確に求めることができるので、保持時間を利用した成分同定も正確に行うことができる。また、クロマトグラムを表示画面上に表示する場合に、違和感のないクロマトグラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るクロマトグラフ質量分析用データ処理装置を備えたＧＣ／ＭＳ／ＭＳの一実施例の概略構成図。
【図２】本実施例のＧＣ／ＭＳ／ＭＳにおけるクロマトグラム連結処理のフローチャート。
【図３】本実施例のＧＣ／ＭＳ／ＭＳにおけるクロマトグラム連結処理の一例の説明図。
【図４】本実施例のＧＣ／ＭＳ／ＭＳにおけるクロマトグラム連結処理前後のクロマトグラムの一例を示す図。
【図５】従来のクロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置における時間経過に対するセグメントとイベントの設定手法の概念図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係るクロマトグラフ質量分析用データ処理装置を備えたガスクロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置（ＧＣ／ＭＳ／ＭＳ）の一実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
図１は本実施例によるＧＣ／ＭＳ／ＭＳの概略構成図である。ガスクロマトグラフ（ＧＣ）部１では、カラムオーブン１３により適度の温度に加熱されるカラム１４の入口端に試料気化室１０が設けられ、試料気化室１０にはキャリアガス流路１２を通して所定流量でキャリアガスが供給されカラム１４へと流れ込む。その状態でマイクロシリンジ１１により試料気化室１０中に微量の液体試料が注入されると、液体試料は即座に気化しキャリアガス流に乗ってカラム１４中に送られる。そして、カラム１４を通過する間に試料ガス中の各種化合物は時間的に分離されてその出口に到達し、加熱ヒータ等を含むインターフェイス部２を経て、質量分析（ＭＳ）部３において真空チャンバ３０内に配設されたイオン化室３１に導入される。
【００３４】
イオン化室３１に導入された化合物分子は電子イオン化（ＥＩ）法や化学イオン化法（ＣＩ）などによりイオン化される。発生したイオンはイオン化室３１の外側に引き出され、イオンレンズ３２により収束されて４本のロッド電極から構成される前段四重極マスフィルタ３３の長軸方向の空間に導入される。前段四重極マスフィルタ（Ｑ１）３３には、図示しない電源から直流電圧と高周波電圧とを重畳した電圧が印加され、その印加電圧に応じた質量電荷比を有するイオンのみがその長軸方向の空間を通過し、コリジョンセル３４に導入される。
【００３５】
コリジョンセル３４の内部には、高周波電場の作用によりイオンを収束させる多重極型イオンガイド（ｑ２）３５が設置され、また、コリジョンセル３４内には連続的に又は間欠的に外部よりＡｒガス等のＣＩＤガスが導入される。コリジョンセル３４に導入されたイオンはＣＩＤガスに接触して開裂を生じ、その開裂により生成されたプロダクトイオンが収束されつつ後段四重極マスフィルタ（Ｑ３）３６の長軸方向の空間に導入される。後段四重極マスフィルタ３６は前段四重極マスフィルタ３３と同様に４本のロッド電極から成り、図示しない電源から直流電圧と高周波電圧とを重畳した電圧がそれらロッド電極に印加され、その印加電圧に応じた質量電荷比を有するプロダクトイオンのみがその長軸方向の空間を通過してイオン検出器３７に到達する。
【００３６】
イオン検出器３７による検出信号はＡ／Ｄ変換器３８によりデジタルデータに変換されてデータ処理部４に送られる。データ処理部４は、本発明に特徴的な処理を行うために、測定データ記憶部４１、測定条件情報記憶部４２、クロマトグラム作成処理部４３などの機能ブロックを含む。ＧＣ部１、インターフェイス部２、及びＭＳ部３に含まれる各部の動作は、分析制御部５によりそれぞれ制御される。また、中央制御部６にはキーボードやマウス等のポインティングデバイスを含む入力部７や表示部８が接続され、中央制御部６は入出力制御や分析制御部５よりも上位の基本的なシステム制御を担う。なお、データ処理部４、分析制御部５、及び中央制御部６は、パーソナルコンピュータをハードウエア資源とし、該パーソナルコンピュータにインストールされた専用の制御／処理ソフトウエアをパーソナルコンピュータ上で実行することにより具現化されるものとすることができる。
【００３７】
このＧＣ／ＭＳ／ＭＳのＭＳ部３において実施可能な測定モードとしては、コリジョンセル３４内でのＣＩＤ操作を伴うＭＳ／ＭＳ分析のモードとして、ＭＲＭ測定モード、プリカーサイオンスキャン測定モード、プロダクトイオンスキャン測定モード、ニュートラルロススキャン測定モード、がある。また、コリジョンセル３４内でのＣＩＤ操作を行わないモードとして、Ｑ１ＳＩＭ測定モード、Ｑ３ＳＩＭ測定モード、Ｑ１スキャン測定モード、Ｑ３スキャン測定モード、がある。
【００３８】
次に、本実施例のＧＣ／ＭＳ／ＭＳおける測定動作、つまりは質量分析データを収集する際の動作について説明する。
目的試料の測定の実行に先立って、分析者は入力部７により次のようにして測定条件等を設定する。即ち、図５に示すように、分析開始（試料注入）時点から全ての測定対象化合物に対する測定が終了するまでの全時間範囲に対し、適宜にセグメントを設定する。既知化合物の定量分析の場合には、既知化合物の保持時間が予め分かっているから、１つのセグメント中に現れる化合物の数ができるだけ少なくなるようにセグメントを設定するのが一般的である。また、分析者は、設定したセグメント毎に、そのセグメントの期間中に実施する測定モードとその測定モードの実行に必要な各種パラメータ値を、それぞれ番号が付されたイベントを単位として設定する。１つのセグメントに対し複数のイベントを設定可能であることは既に述べたとおりである。
【００３９】
各イベントに含まれるパラメータ値の一例を説明する。図３（ａ）に示すように、例えば、ＭＲＭ測定モードでは、前段四重極マスフィルタ３３で選択される質量電荷比（Ｑ１-m/z）及び後段四重極マスフィルタ３６で選択される質量電荷比（Ｑ３-m/z）がパラメータ値に含まれる。また、Ｑ１ＳＩＭ測定モードでは、前段四重極マスフィルタ３３で選択される質量電荷比（Ｑ１-m/z）がパラメータ値に含まれ、Ｑ３ＳＩＭ測定モードでは、後段四重極マスフィルタ３６で選択される質量電荷比（Ｑ３-m/z）がパラメータ値に含まれる。また、図３（ａ）中にはないが、いずれかの四重極マスフィルタ３３、３６で質量走査が実行される測定モード（プリカーサイオンスキャン測定モード等）では、その質量走査の軸となる質量電荷比（プロダクトイオンの質量電荷比等）と開始質量電荷比及び終了質量電荷比がパラメータ値に含まれる。この場合、スキャンスピードをパラメータ値に含むようにしてもよい。
【００４０】
上述したように分析者によりセグメント及びイベントが設定されると、その情報は中央制御部６内の記憶部（図示せず）に保持されるとともに、データ処理部４の測定条件情報記憶部４２に保存される。そして、分析者が入力部７より測定の実行を指示すると、中央制御部６から指示を受けた分析制御部５の制御の下に、ＧＣ部１、インターフェイス部２、ＭＳ部３がそれぞれ動作して測定を遂行する。即ち、ＧＣ部１においては、試料気化室１０中に目的試料が滴下され、気化した目的試料がキャリアガス流に乗ってカラム１４に送り込まれる。ＭＳ部３は試料注入時点を起点とし、セグメントとして設定された時間範囲において、そのセグメントに対して設定されているイベントに従った測定を繰り返し実行する。
【００４１】
例えば図３（ａ）中のＭＲＭ測定モードに対応している２つのイベント（イベント番号１及び２）がセグメント１及び２に対し設定されていた場合には、時刻ｔ1〜ｔ2の間（セグメント１）は、プリカーサイオンの質量電荷比が３００、プロダクトイオンの質量電荷比が２００であるイベント１によるＭＲＭ測定と、プリカーサイオンの質量電荷比が２００、プロダクトイオンの質量電荷比が１００であるイベント２によるＭＲＭ測定とが、交互に繰り返され、それぞれのＭＲＭ測定時のイオン強度がイオン検出器３７により検出される。セグメント１とセグメント２との境界である時刻ｔ2を過ぎると、その時刻ｔ2から時刻ｔ3までの間（セグメント２）は、プリカーサイオンの質量電荷比が３００、プロダクトイオンの質量電荷比が１５０であるイベント１によるＭＲＭ測定と、プリカーサイオンの質量電荷比が３００、プロダクトイオンの質量電荷比が２００であるイベント２によるＭＲＭ測定とが、交互に繰り返され、それぞれのＭＲＭ測定時のイオン強度がイオン検出器３７により検出される。
こうして測定終了時点まで、設定されているセグメント及びイベントに従った測定が実施され、イオン検出器３７で得られたイオン強度をデジタル化したデータが測定データ記憶部４１に保存される。
【００４２】
次に、上述したような質量分析データが測定データ記憶部４１に保存され、その測定を行ったときの測定条件（イベント）が測定条件情報記憶部４２に記憶されている状態の下で、実施される本実施例に特徴的なクロマトグラム連結処理を含むクロマトグラム作成処理について、図２に示すフローチャートに従って説明する。
【００４３】
まず、分析者は、入力部７により、表示部８の表示画面上に表示したいクロマトグラムの種類や質量電荷比値をセグメント毎に指定する（ステップＳ１）。ここでは、クロマトグラムの種類の指定とは、マスクロマトグラム又はトータルイオンクロマトグラムの選択である。Ｑ１ＳＩＭ測定モード又はＱ３ＳＩＭ測定モードで得られる特定の質量電荷比におけるマスクロマトグラムを表示したい場合には、その１つの質量電荷比値を指定する。ＭＲＭ測定モードで得られる特定のプリカーサイオン及び特定のプロダクトイオンに対するマスクロマトグラムを表示したい場合には、プリカーサイオンの質量電荷比値とプロダクトイオンの質量電荷比値とをそれぞれ指定する。プロダクトイオンスキャン測定モード又はプリカーサイオンスキャン測定モードで得られるマススペクトル上のイオン強度を加算して求まるトータルイオンクロマトグラムを表示したい場合には、プリカーサイオン又はプロダクトイオンの質量走査の開始及び終了の質量電荷比値をそれぞれ指定する。ニュートラルロススキャン測定モードで得られるマススペクトル上のイオン強度を加算して求まるトータルイオンクロマトグラムを表示したい場合には、前段四重極マスフィルタ３３における質量走査の開始及び終了の質量電荷比値をそれぞれ指定する。さらにまたＱ１スキャン測定モード又はＱ３スキャン測定モードで得られるマススペクトル上のイオン強度を加算して求まるトータルイオンクロマトグラムを表示したい場合には、前段四重極マスフィルタ３３又は後段四重極マスフィルタ３６における質量走査の開始及び終了の質量電荷比値を指定する。
【００４４】
ステップＳ１における質量電荷比値等の設定を受けて、クロマトグラム作成処理部４３は、クロマトグラム表示の指定がなされたセグメント及びそれに対応したイベントに関する情報を、測定条件情報記憶部４２から読み出す。そして、指定されたセグメントについて、セグメントが時間的に連続し、その連続した（隣接する）セグメントに対しそれぞれ設定されているイベントの測定モードが共通で、且つ、その連続するセグメントにおいてステップＳ１で指定された表示したいクロマトグラムの質量電荷比値が同一であるか否かを判定する（ステップＳ２）。こうした条件を満たすような連続するセグメントを挟む境界が１つも存在しない場合には、後述するクロマトグラムの連結処理は不要であるので、ステップＳ１３へと進む。
【００４５】
ステップＳ２で上記条件を満たす境界が少なくとも１つあると判定されると、次に、１つの境界を挟んだ共通の測定モードが何であるかが判定され（ステップＳ３）、その判定結果に応じて、ステップＳ４〜Ｓ１０のいずれかに進む。即ち、共通の測定モードがＱ１ＳＩＭ測定モードであると識別されると、上記１つの境界を挟んだ２つのセグメントにそれぞれ設定されているイベントにおいて、前段四重極マスフィルタ３３で選別される質量電荷比が一致しているか否かが判定される（ステップＳ４）。また、共通の測定モードがＱ３ＳＩＭ測定モードであると識別されると、上記１つの境界を挟んだ２つのセグメントにそれぞれ設定されているイベントにおいて、後段四重極マスフィルタ３６で選別される質量電荷比が一致しているか否かが判定される（ステップＳ５）。また、共通の測定モードがＭＲＭ測定モードであると識別されると、上記１つの境界を挟んだ２つのセグメントにそれぞれ設定されているイベントにおいて、前段四重極マスフィルタ３３で選別される質量電荷比と後段四重極マスフィルタ３６で選別される質量電荷比とが共に一致しているか否かが判定される（ステップＳ６）。
【００４６】
また、共通の測定モードがプロダクトイオンスキャン測定モードであると識別されると、上記１つの境界を挟んだ２つのセグメントに設定されているイベントにおいて、前段四重極マスフィルタ３３で選別される質量電荷比が一致しているか否かが判定される（ステップＳ７）。また、共通の測定モードがプリカーサイオンスキャン測定モードであると識別されると、上記１つの境界を挟んだ２つのセグメントに設定されているイベントにおいて、後段四重極マスフィルタ３６で選別される質量電荷比が一致しているか否かが判定される（ステップＳ８）。また、共通の測定モードがニュートラルロススキャン測定モードであると識別されると、上記１つの境界を挟んだ２つのセグメントに設定されているイベントにおいて、前段四重極マスフィルタ３３で選別される質量電荷比と後段四重極マスフィルタ３６で選別される質量電荷比との差、つまりはニュートラルロスの値が一致しているか否かが判定される（ステップＳ９）。さらに、共通の測定モードがＱ１スキャン測定モード又はＱ３スキャン測定モードのいずれかであると識別されると、上記１つの境界を挟んだ２つのセグメントに設定されているイベントにおいて、前段四重極マスフィルタ３３又は後段四重極マスフィルタ３６での質量走査の開始質量電荷比及び終了質量電荷比が共に一致しているか否かが判定される（ステップＳ１０）。
【００４７】
上記ステップＳ４〜Ｓ９の判定処理でＮｏと判定された場合には、上記境界を挟んだ２つのセグメントにおいて得られた質量分析データに基づいてそれぞれ作成される部分クロマトグラムは直接関連がないため、該境界においてクロマトグラム連結処理を行う意味がない。そこで、いずれもステップＳ１２へと進み、ステップＳ３で測定モードの識別を行った以外の境界があるか否かが判定される。もし、別の境界が存在すればステップＳ３へと戻り、その境界を挟んだ２つのセグメントに関して上述したような処理を再度実施する。また、ステップＳ１２において別の境界が存在しないと判定されれば、ステップＳ１３へと進む。
【００４８】
一方、ステップＳ４〜Ｓ６の判定処理でＹｅｓと判定された場合には、上記境界を挟んだ２つのセグメントにおいて得られたデータに基づいてそれぞれ作成される部分クロマトグラムは同種のイオン強度の時間変化を示したものである。そこで、その境界における部分クロマトグラムの連結処理を実行する（ステップＳ１１）。具体的には、図４（ｂ）に示すように、境界（この例では時刻ｔ2）を挟んだ両側の測定点、つまり、この例ではセグメント１の最終測定点Ｐ1とセグメント２の最初の測定点Ｐ2とを直線補間することにより、両クロマトグラムを連結させる。もちろん、直線補間の代わりに２次以上の高次の補間を行えば、両クロマトグラムはより滑らかに接続される。
【００４９】
上記ステップＳ７〜Ｓ９の判定処理でＹｅｓと判定された場合には既に説明したステップＳ１０へと進み、１つの境界を挟んだ２つのセグメントにそれぞれ設定されているイベントにおいて、前段四重極マスフィルタ３３又は後段四重極マスフィルタ３６での質量走査の開始質量電荷比及び終了質量電荷比が一致しているか否かが判定される。そして、ステップＳ１０でＮｏと判定された場合には、ステップＳ４〜Ｓ９でＮｏと判定された場合と同様にステップＳ１２へと進んで上述した処理が行われる。また、ステップＳ１０でＹｅｓと判定された場合には、ステップＳ４〜Ｓ６でＹｅｓと判定された場合と同様にステップＳ１１へと進み、上述した処理が行われる。
【００５０】
ステップＳ２においてＮｏと判定された場合及びステップＳ１２においてＮｏと判定された場合には、クロマトグラム連結処理を行う対象である境界は存在しないから、上述したように隣接セグメントの境界において連結処理がなされたクロマトグラムに対し、例えばピーク始点及び終点の検出、ピークトップ位置の検出、ピーク面積の算出などのデータ処理を実施することにより、該ピークに関する種々の情報を求める（ステップＳ１３）。そして、作成されたクロマトグラムを算出されたピーク情報と共に、表示部８の画面上に表示し（ステップＳ１４）分析者に提供する。
【００５１】
上述したクロマトグラム連結処理を図３の例により具体的に述べる。図３（ａ）は、本実施例のＧＣ／ＭＳ／ＭＳにおいて主として定量分析に使用される３種の測定モードについてのイベントを例示したものであり、図３（ｂ）はこのときのクロマトグラムの連結処理結果を示したものである。
【００５２】
時刻ｔ2である境界を挟んで連続するセグメント１とセグメント２とにおいて、いずれも測定モードが図３（ａ）に示すようなパラメータ値を与えられたＭＲＭ測定モードである場合、m/z３００であるプリカーサイオンの質量電荷比と、m/z２００であるプロダクトイオンの質量電荷比とが境界を挟んで一致している。このときイベント番号は相違するが、本実施例における一致判定ではイベント番号は無視される。したがって、セグメント１のイベント１に従った測定で収集された質量分析データに基づく部分クロマトグラムと、セグメント２のイベント２に従った測定で収集された質量分析データに基づく部分クロマトグラムとが、上述したような直線補間により連結されることになる。
【００５３】
また、時刻ｔ2である境界を挟んで連続するセグメント１とセグメント２とにおいて、いずれも測定モードが図３（ａ）に示すようなパラメータ値を与えられたＱ１ＳＩＭ測定モードである場合、m/z３００である質量電荷比と、m/z２００である質量電荷比とがそれぞれ境界を挟んで一致している。したがって、セグメント１のイベント２に従った測定で収集された質量分析データに基づく部分クロマトグラムと、セグメント２のイベント３に従った測定で収集された質量分析データに基づく部分クロマトグラムとが、上述したような直線補間により連結されることになる。また、セグメント１のイベント３に従った測定で収集された質量分析データに基づく部分クロマトグラムと、セグメント２のイベント２に従った測定で収集された質量分析データに基づく部分クロマトグラムとが、上述したような直線補間により連結される。
【００５４】
以上のように、本実施例のＧＣ／ＭＳ／ＭＳでは、セグメント毎に設定された１乃至複数のイベントで規定される測定モードと該モードに対応したパラメータ値とが任意の境界を挟んで連続するセグメント間で一致してさえいれば、たとえイベント番号が相違していても、それら測定モード及びパラメータ値による測定条件の下で収集された質量分析データに基づく部分クロマトグラムが自動的に連結処理される。したがって、或る測定対象化合物に対応した１つのクロマトグラムピークが２つ又はそれ以上のセグメントに跨ってしまうような場合であっても、そのセグメントの境界付近で途切れのないクロマトグラムを作成し、このクロマトグラムに基づく正確なピーク情報を提供することができる。また、このような違和感のないクロマトグラムを表示部８の画面上に表示することができる。
【００５５】
なお、上記実施例は本発明に係るクロマトグラフ質量分析用データ処理装置をＧＣ／ＭＳ／ＭＳに適用したものであるが、本発明がＧＣ／ＭＳ／ＭＳだけでなくＬＣ／ＭＳ／ＭＳに適用可能であることは明らかである。また、本発明は、測定モードの種類が多く、それだけイベントの内容が複雑になるとともにセグメント当たりのイベント数も多くなりがちであるクロマトグラフタンデム四重極型質量分析装置に適用したときにその効果が大きいが、単一の四重極マスフィルタを搭載した四重極型質量分析装置を用いたＧＣ／ＭＳやＬＣ／ＭＳに適用することができることも明らかである。
【００５６】
また、それ以外の点についても、本発明の趣旨の範囲で適宜変形や修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは明らかである。
【符号の説明】
【００５７】
１…ガスクロマトグラフ（ＧＣ）部
１０…試料気化室
１１…マイクロシリンジ
１２…キャリアガス流路
１３…カラムオーブン
１４…カラム
２…インターフェイス部
３…質量分析（ＭＳ）部
３０…真空チャンバ
３１…イオン化室
３２…イオンレンズ
３３…前段四重極マスフィルタ
３４…コリジョンセル
３５…多重極型イオンガイド
３６…後段四重極マスフィルタ
３７…イオン検出器
３８…Ａ／Ｄ変換器
４…データ処理部
４１…測定データ記憶部
４２…測定条件情報記憶部
４３…クロマトグラム作成処理部
５…分析制御部
６…中央制御部
７…入力部
８…表示部
【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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