(57)【要約】【課題】前回の分析時の試料による流路配管やイオン化室内の汚染に起因する分析感度の低下を防止する。【解決手段】ポンプ１６により吸引した移動相を供給する溶液供給流路１４を分析流路１２の途中に接続する。目的成分を分取するための分析実行時には、スプリッタ１１で二経路に分岐された移動相の移動時間を考慮した低流量をポンプ１６に設定し、目的成分が分取された後には、ポンプ１６の流量を増加させて分析流路１２から質量分析計９に多量の移動相を流す。これによって、流路配管内やイオン化室内を洗い流す。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料液中の各成分を時間方向に分離するカラムを含む液体クロマトグラフ部と、該カラムからの溶出液を二流路に分岐する流路分岐部と、該二流路の一方に設けられた検出器としての質量分析計と、前記二流路の他方に設けられ、前記検出器による検出情報に基づき溶出液中の各成分を分取するフラクションコレクタと、を具備する分取液体クロマトグラフ質量分析装置において、
a)前記流路分岐部と前記質量分析計との間の分析流路の途中から該質量分析計に向かって、移動相である溶液を追加的に流す溶液供給手段と、
b)分取対象である目的成分の分析期間以外の少なくても一部期間において、その分析時に比べて多い流量の前記溶液を分析流路に流すべく前記溶液供給手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする分取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、液体クロマトグラフ質量分析装置を利用して試料成分の分取・分画を行う分取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】
従来より、高速液体クロマトグラフ（HPLC）を始めとするクロマトグラフを利用して、サンプルに含まれる複数の試料成分を分離して採取する、いわゆる分取クロマトグラフが知られている（例えば特許文献１など参照）。
【０００３】
図３は、一般的な分取液体クロマトグラフ装置（以下、分取LCと称す）の概略構成図である。移動相容器１に貯留されている移動相はポンプ２により吸引され、一定流量で以て試料導入部３を介してカラム４に流される。試料導入部３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４に導入され、カラム４を通過する間に時間的に分離されて溶出する。紫外可視分光光度計であるUV検出器５はカラム４からの溶出液中の各成分を順次検出し、検出信号を信号処理部６へと送る。UV検出器５を通った溶出液はその全量又は一部がフラクションコレクタ（FRC）８に導入される。信号処理部６はUV検出器５から得られる検出信号に基づいてクロマトグラムを作成し、制御部７はそのクロマトグラムに出現するピークに基づいて、分取のための制御信号をフラクションコレクタ８に与える。フラクションコレクタ８はその制御信号に基づき電磁弁を開閉したりアームを移動させたりして、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。
【０００４】
従来、分取LCの検出器としては、フォトダイオードアレイ検出器を用いた紫外可視分光光度計が利用されることが多かったが、近年、質量分析計の技術の進展に伴い、分取LCの検出器としても質量分析計が利用されるようになってきている。図４は、検出器として質量分析計を利用した、分取液体クロマトグラフ質量分析装置（以下、分取LC/MSと称す）の構成の一例である。図３と同一の構成要素には同一符号を付して、説明を省略する。
【０００５】
質量分析計（MS）９では、導入された溶出液を気化させ、それに含まれる試料成分をイオン化して検出する。そのため、導入された溶出液は消費されてしまい、上記のように検出器に導入した溶出液を検出後に回収して分取するという構成を採用することはできない。そこで、図４に示すように、カラム４と質量分析計９との間にスプリッタ１１を介挿し、カラム４からの溶出液を二流路に分岐させて、質量分析計９とフラクションコレクタ８とに導入するという構成が採られる。
【０００６】
一般に、図４に示すように液体クロマトグラフからの溶出液を質量分析計に導入して分析を行う場合、質量分析計の入口において試料液中の成分分子をイオン化するために、エレクトロスプレイイオン化法（ESI=Electricspray Ionization）や大気圧化学イオン化法（APCI=Atmospheric Pressure Chemical Ionization）等の大気圧イオン化インタフェイスが利用される。こうした構成では、質量分析計９に導入することができる溶出液の流量はかなり少なく、スプリッタ１１での分岐比率をMS/FRC＝1/100〜1/1000程度とすることが多い。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２１４１５１号公報（段落０００２〜０００３、図１）
【特許文献２】
特開２０００−２４９６９４号公報（段落０００４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような分取LC/MSでは、フラクションコレクタ８で効率良く目的成分を分取するために、分取・分画を目的としない通常のLC/MS分析と比べてかなり高い濃度の試料液を多量にカラム４に導入する（例えば、特許文献２参照）。そのため、上述したようにスプリッタ１１での分岐により質量分析計９側にごく少量の溶出液を流す場合であっても、通常のLC/MS分析と比べれば、かなり高濃度の試料成分が分析流路１２を通って質量分析計９に導入されることになる。一方で、分析流路１２を通る溶出液の流量は少ないから、流路配管内やイオン化室内等に試料成分が残留し易く、いわゆる汚染が生じ易い。こうした汚染が起きると、或る分析を行う際に以前の分析時の試料成分が混じってしまって分析感度や分析精度の低下を招くおそれがある。
【０００９】
本発明はかかる課題に鑑みて成されたものであり、その主たる目的とするところは、流路配管内や質量分析計のイオン化室内等の汚染を解消又は軽減し、分析の感度や精度を向上させることにより、正確な分取が行える分取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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明は、試料液中の各成分を時間方向に分離するカラムを含む液体クロマトグラフ部と、該カラムからの溶出液を二流路に分岐する流路分岐部と、該二流路の一方に設けられた検出器としての質量分析計と、前記二流路の他方に設けられ、前記検出器による検出情報に基づき溶出液中の各成分を分取するフラクションコレクタと、を具備する分取液体クロマトグラフ質量分析装置において、
a)前記流路分岐部と前記質量分析計との間の分析流路の途中から該質量分析計に向かって、移動相である溶液を追加的に流す溶液供給手段と、
b)分取対象である目的成分の分析期間以外の少なくても一部期間において、その分析時に比べて多い流量の前記溶液を分析流路に流すべく前記溶液供給手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る分取液体クロマトグラフ質量分析装置では、例えば、目的成分の分析を行っている期間中には、溶液供給手段により低流量で以て移動相溶液を分析流路から質量分析計に向かって流す。これにより、溶出液が流路分岐部で分岐されてから質量分析計に到達するまでに要する時間を短縮し、質量分析計により目的成分が検出された時点以降に該目的成分がフラクションコレクタに導入されるように調整して、リアルタイムで目的成分の分取を行うようにすることができる。一方、目的成分の分析期間以外の少なくても一部期間、例えば目的成分の分取が終了して次の分析が開始されるまでの期間には、制御手段による制御の下に、溶液供給手段は上記分析時よりも多量の溶液を分析流路に流す。すると、この溶液の流通によって、流路配管内や質量分析計のイオン化室内壁などに付着している残留試料成分が洗い流される。
【００１２】
なお、溶液供給手段の最も一般的な形態は、移動相溶液を吸引して分析流路に流す送液ポンプである。この場合、制御手段は、分析期間と上記のような洗浄期間とで、送液ポンプによる送液量を切り替えればよい。
【００１３】
【発明の効果】
このように本発明によれば、分取対象である目的成分を含む溶出液が流路分岐部から分析流路に送られたときに、以前の分析時の試料成分が流路配管内や質量分析計のイオン化室内壁等に残留していないので、こうした試料成分が混じって検出されてしまうことがなく、高い感度及び高い精度で目的成分を検出することができる。こうした質量分析の結果に基づいて分取を行うことにより、分取の精度も向上し、目的成分を一層正確に且つ効率良く分取することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の一実施例である分取LC/MSについて、図１及び図２を参照して説明する。図１は本実施例の分取LC/MSの要部の構成図、図２は分取LC/MSの動作を説明するための図である。なお、図３、図４と同一の構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【００１５】
この実施例の分取LC/MSでは、スプリッタ１１と質量分析計９との間の分析流路１２上の接続部位１２ａにおいて、液体クロマトグラフの移動相と同一の溶液を追加的に流すための溶液供給流路１４が接続されている。溶液供給流路１４上にはポンプ１６が設けられ、該ポンプ１６が作動すると移動相容器１５から吸引された移動相が溶液供給流路１４に流れる。分析流路１２に流れる溶出液の比率を小さくするため、スプリッタ１１は分析流路１２側に流量抵抗を備える。そのため、溶液供給流路１４から接続部位１２ａを経て分析流路１２に流れ込んだ移動相は、スプリッタ１１側へは流れにくく、質量分析計９に向かって流れる。従って、接続部位１２ａよりも下流側の分析流路１２には、スプリッタ１１で分岐された小流量の溶出液とポンプ１６により送り込まれる移動相とが合流して流れる。なお、このポンプ１６の送液量は、試料導入部３やフラクションコレクタ（FRC）８等の制御を司る制御部１７により制御される。
【００１６】
次に、上記分取LC/MSの特徴的な動作について説明する。いま、スプリッタ１１での分岐比率がMS/FRC=1/1000であるとする。この場合、カラム４から流量30[mL/min]で流れ出た溶出液のうち、僅か0.03[mL/min]の流量の溶出液が分析流路１２に流れ込み、残りは全て分取流路１３へと流れる。好ましいのは、分析流路１２に流れ込んだ溶出液が質量分析計９に到達し、ここで溶出液中の目的成分が検出され、その検出から一定時間遅れてフラクションコレクタ８内の電磁弁を切り替えると、ちょうど目的成分を含む溶出液が分取される、という状態である。
【００１７】
しかしながら、スプリッタ１１で分岐された溶出液の流量はかなり小さく流速が遅いので、質量分析計９に到達するまでに時間を要する。そのため、スプリッタ１１で同時に分岐された溶出液がフラクションコレクタ８に到達するまでに同溶出液の分析を終了させることができない。そこで、分析流路１２内での移動相の流速を上げるために、溶液供給流路１４から追加的に供給する移動相を利用している。例えば、質量分析計９でエレクトロスプレーによるイオン化を行う場合、溶液供給流路１４に流す移動相の流量を0.2[mL/min]程度に設定することにより、上記のような、質量分析計９での成分検出とフラクションコレクタ８での分取とのタイミングとを合わせることができる。
【００１８】
そこで、制御部１７は、試料導入部３での１回の試料導入に対する分析において、当初、図２（ｂ）に示すようにポンプ１６の送液量を0.2[mL/min]に設定し、これを維持する。試料がカラム４に導入されてから所定時間が経過すると、分取すべき目的成分がカラム４から溶出し、その一部がスプリッタ１１で分岐された後に分析流路１２を通って質量分析計９に導入される。質量分析計９ではその目的成分を検出し、検出信号を信号処理部１０へと送る。信号処理部１０はこの検出信号に基づいて時々刻々とクロマトグラム（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）を作成するわけであるが、そのクロマトグラムには図２（ａ）に示すようなピークが出現する。信号処理部１０がこのピークの開始点tsを検出すると、制御部１７は分取の開始をフラクションコレクタ８に指示する。この指示に応じて、フラクションコレクタ８は目的成分を含む溶出液を所定のバイアル瓶に分取し始める。
【００１９】
更に、上記クロマトグラムにおいてピークの終了点teを検出すると、制御部１７は分取の終了をフラクションコレクタ８に指示する。この指示に応じて、フラクションコレクタ８は上記溶出液の分取を終了する。図２（ａ）では１個のピークしか描いていないが、他の成分を分取する際にはその成分に対応するピークに基づいて、分取のタイミングを決めればよい。なお、こうした分析の期間中、ポンプ１６の送液量は0.2[mL/min]に保たれる。
【００２０】
こうして分取すべき全ての成分の検出動作が終了すると、所定のタイミング（図２中の時刻t1）で、制御部１７はポンプ１６の送液量をそれまでの5倍の1.0[mL/min]に変更すべく制御信号を送る。これにより、接続部位１２ａ以降の分析流路１２内には多量の移動相が流れるので、先の分析時に流路配管内や質量分析計９のイオン化室内壁等に試料成分を含む溶出液が付着していた場合でも洗い流される。すなわち、実質的な分析が終了した後には、一種の洗浄行程が実行される。このとき、分析流路１２内を流れる移動相の流速は分析実行時とは変わってしまうが、既に必要とする分析は終了しているので問題はない。
【００２１】
なお、目的成分の種類のほか、ポンプ２による移動相の流量、スプリッタ１１での分岐比率等の分析条件が決まれば、目的成分が質量分析計９で検出されるまでの時間を予め計算することができる。従って、上記のように洗浄を開始すべくポンプ１６の送液量を変更する時点t1は、予め分析作業者が設定しておくことができる。また、分取対象の試料成分が全て検出されたことを認識した後に、自動的に洗浄を実行する構成とすることも可能である。いずれにしても、分取対象の試料成分が全て検出された後のできるだけ早い時点で洗浄を開始すれば、次の分析開始を早めることができ、スループットの向上に有利である。
【００２２】
以上のように、１回の分析毎に洗浄行程を実行することにより、前回又はそれ以前の分析時の試料による汚染を低減し、高い感度及び精度で質量分析を行うことができ、それによってフラクションコレクタ８での分取の精度や効率も向上する。
【００２３】
なお、上記実施例は本発明の一例であって、本発明の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行えることは明らかである。例えば、スプリッタ１１の構成は単に流路を二分割する構成に限らず、三方バルブの切替制御により平均的に所定分岐比率で溶出液を二方に分岐する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による分取LC/MSの要部の構成図。
【図２】本実施例による分取LC/MSの動作を説明するための図。
【図３】従来の分取LCの概略構成図。
【図４】従来の分取LC/MSの概略構成図。
【符号の説明】
１…移動相容器
２…ポンプ
３…試料導入部
４…カラム
８…フラクションコレクタ（FRC）
９…質量分析計（MS）
１０…信号処理部
１１…スプリッタ
１２…分析流路
１３…分取流路
１４…溶液供給流路
１５…移動相容器
１６…ポンプ
１７…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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