(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量分析部のイオン検出器の出力信号を処理することにより得られる原マススペクトルからクロマトグラフ部で移動相として用いられる物質に起因するイオンのマススペクトルを減算することにより得られる差分マススペクトルを用いてクロマトグラムを作成するクロマトグラム作成手段を備えたクロマトグラフ質量分析計であって、
a) クロマトグラフ部で移動相として用いられる各種物質のマススペクトルデータを記憶した記憶手段と、
b) 実際の測定において移動相として選択された物質を特定するための移動相特定手段とを備え、
前記クロマトグラム作成手段は、前記移動相特定手段により特定された物質のマススペクトルデータを前記記憶手段から読み出し、該データから得られるマススペクトルを前記原マススペクトルから減算することにより前記差分マススペクトルを導出することを特徴とするクロマトグラフ質量分析計。
【請求項２】
上記クロマトグラム作成手段が、複数の溶媒を混合して成る移動相を用いるグラジエント測定を行う際に、各測定時点において前記移動相に含まれる各溶媒物質のマススペクトルデータを前記記憶手段から読み出し、それらのマススペクトルの加重平均を、その測定時点における前記移動相中での各溶媒物質の組成比を重み係数として求め、そのマススペクトルをその測定時点での原マススペクトルから減算することにより得られる差分マススペクトルを用いてクロマトグラムを作成することを特徴とする請求項１に記載のクロマトグラフ質量分析計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クロマトグラフ質量分析計に関し、特に液体クロマトグラフ質量分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体クロマトグラフ質量分析計は、一般に、試料の注入された液体（移動相）をカラムに流すことにより試料を成分毎に分離する液体クロマトグラフ部（ＬＣ部）、ＬＣ部で分離された各試料成分をイオン化室にてイオン化し、生成されたイオンを質量数（ｍ／ｚ）毎に分離してイオン検出器で検出する質量分析部（ＭＳ部）、及び、イオン検出器の出力信号を処理して得られるデータを処理し、その結果をマススペクトル、マスクロマトグラム（ＭＣ）、トータルイオンクロマトグラム（ＴＩＣ）等の形で出力装置（画像表示装置、印刷装置等）に出力するデータ処理部を備える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＭＳ部のイオン化室では、ＬＣ部で分離された各試料成分が所定の方法でイオン化され、各種イオンが発生する（これらのイオンを以下で、分析対象イオン群とよぶ）。しかし、イオン化室で発生するイオンは分析対象イオン群だけではなく、例えば、ＬＣ部で移動相として用いられる物質も部分的にイオン化される。また、生成されたイオンを核として上記物質の分子が凝集し、クラスターイオンを形成することもある。このような分析対象イオン群以外の各種イオン（以下、非分析対象イオン群とよぶ）は、分析対象イオン群とともにＭＳ部のイオン検出器で検出される。従って、イオン検出器の出力信号を処理して得られるクロマトグラムは、非分析対象イオン群に起因するバックグラウンドノイズの上に分析対象イオンのピークが重畳された形で現れることになる。このようなクロマトグラムにおいて、ある時点にイオン検出器で検出された分析対象イオン群の総量が微小であると、クロマトグラム上でそのイオン群に対応するピークの高さが低くなり、バックグラウンドノイズの微小変動のピークと区別できなくなるおそれがある。
【０００４】
上述のような問題は、液体クロマトグラフ質量分析計だけでなく、例えばガスクロマトグラフ質量分析計においても起こりうる。しかし、液体クロマトグラフにおいては、移動相として用いられる物質の種類がガスクロマトグラフにおけるそれよりもはるかに多く、その物質の違いに応じてバックグラウンドノイズの発生の仕方が違ってくるため、問題は特に深刻である。
【０００５】
本発明はこのような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、移動相として用いられる物質に起因する非分析対象イオン群による影響を受けることなく、試料中の微量成分でも検出できるようなクロマトグラフ質量分析計を提供することにある。
【０００６】
【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に係るクロマトグラフ質量分析計は、質量分析部のイオン検出器の出力信号を処理することにより得られる原マススペクトルからクロマトグラフ部で移動相として用いられる物質に起因するイオンのマススペクトルを減算することにより得られる差分マススペクトルを用いてクロマトグラムを作成するクロマトグラム作成手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に係るクロマトグラフ質量分析計のクロマトグラム作成手段は、質量分析部のイオン検出器の出力信号を処理することにより得られるマススペクトル（原マススペクトル）から、クロマトグラフ部で移動相として用いられる物質に起因するイオン（非分析対象イオン群）のマススペクトルを減算することにより差分マススペクトルを導出し、この差分マススペクトルを用いてクロマトグラム（ＴＩＣやＭＣ）を作成する。なお、このような処理を行うデータ処理手段は、一般に使用されるコンピュータを用いて構成することができる。
【０００８】
本発明の一形態としては、
クロマトグラフ部で移動相として用いられる各種物質のマススペクトルデータを記憶した記憶手段と、
実際の測定において移動相として選択された物質を特定するための移動相特定手段とを備え、
前記データ処理手段は、前記移動相特定手段により特定された物質のマススペクトルデータを前記記憶手段から読み出し、該データから得られるマススペクトルを前記原マススペクトルから減算することにより前記差分マススペクトルを導出する
という構成を有するクロマトグラフ質量分析計が挙げられる。
【０００９】
上記形態のクロマトグラフ質量分析計において、移動相特定手段は、例えば、記憶手段（ハードディスク等）にデータの保存された物質名を一覧形式で画像表示手段（ＣＲＴ等）に表示し、使用者が入力手段（キーボードやマウス等）を操作して、実際に使用される（又は使用された）物質を一覧の中から選択すると、その物質を特定するデータをデータ処理手段に送る、という処理をコンピュータに実行させるプログラムとして構成することができる。また、予め用意された複数の物質から所望の物質を自動的に選択してクロマトグラフ部に供給する機構を備える装置の場合、移動相特定手段は、前記機構の動作信号を取り込み、その動作信号に基づいて、移動相として選択された物質を特定するような構成としてもよい。
【００１０】
上記形態のクロマトグラフ質量分析計においては、差分マススペクトルの導出に必要となる非分析対象イオン群のマススペクトルデータを以下のようにして予め記憶手段に保存しておく。すなわち、例えば試料の調整時に、移動相として用いられる物質を、その中に試料を投入することなくクロマトグラフ部のカラムに流しつつ、質量分析部のイオン検出器が出力する信号を採取する。この出力信号を処理することによりその移動相の物質のマススペクトルを求め、そのデータをハードディスク等の記憶手段に保存する。このようにして、クロマトグラフ部で移動相として用いられる全ての物質毎にマススペクトルデータを求め、記憶手段に保存する。実際の試料の分析においては、移動相として選択された物質を移動相特定手段により特定し、その物質のマススペクトルデータを記憶手段から読み出して処理することによりマススペクトルを得る。このマススペクトルを原マススペクトルから減算することにより差分マススペクトルを得る。
【００１１】
ところで、液体クロマトグラフ質量分析計を用いた測定では、複数の異なる溶媒を混合して成る移動相を用いるグラジエント測定を行うことがある。このことを考慮し、上記形態のクロマトグラフ質量分析計において、クロマトグラフ部が液体クロマトグラフである場合、前記データ処理手段は、複数の溶媒を混合して成る移動相を用いるグラジエント測定を行う際に、各測定時点において前記移動相に含まれる各溶媒物質のマススペクトルデータを前記記憶手段から読み出し、それらのマススペクトルの加重平均を、その測定時点における前記移動相中での各溶媒物質の組成比を重み係数として求め、そのマススペクトルをその測定時点での原マススペクトルから減算する、という構成にすることが好ましい。
【００１２】
本発明の別の形態としては、
前記データ処理手段は、実際の測定時に、イオン化室に流れ込む移動相に試料から分離した成分が含まれていない時間帯に前記イオン検出器が出力する信号を処理することにより得られるマススペクトルのデータをバックグラウンドノイズデータとして前記記憶手段又はそれとは別に設けられた第２の記憶手段に保存し、前記差分マススペクトルの導出時には、前記バックグラウンドノイズデータから得られるマススペクトルを前記原マススペクトルから減算する
というように構成されたクロマトグラフ質量分析計が挙げられる。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るクロマトグラフ質量分析計では、イオン検出器の出力信号を処理することにより得られる原マススペクトルから、移動相として用いられる物質に起因する非分析対象イオン群によるバックグラウンドノイズを除去した上でクロマトグラムを作成する。このように作成されたクロマトグラムには分析対象イオン群に相当するピークのみが現れるため、試料に含まれる微量な成分まで確実に検出することができる。
【００１４】
【実施例】
本発明に係るクロマトグラフ質量分析計におけるデータ処理手順について図面を参照しながら更に詳細に説明する。
【００１５】
まず、ある試料を従来の方法で分析したときに図１に示したようなトータルイオンクロマトグラム（ただし、移動相への試料投入時点をｔ＝０とする）が得られたものとする。このクロマトグラムには、２つの明瞭なピークＰ１及びＰ２が保持時間ｔ１及びｔ２にそれぞれ現れているが、クロマトグラムのその他の部分には特に明瞭なピークは現れていない。
【００１６】
次に、移動相への試料投入から最初のピークＰ１の検出までの時間帯に含まれる保持時間ｔ０におけるマススペクトルが図２（ａ）のようなものであったとする。この時点では、まだイオン化室に流入する移動相に試料の分離成分が含まれていない。従って、図２のマススペクトルＳ０は、移動相に起因する非分析対象イオン群のマススペクトルである。一方、ピークＰ１が現れた保持時間ｔ１におけるマススペクトルが図２（ｂ）のようなものであったとする。この時点では、図２（ａ）で既に説明した非分析対象イオン群のマススペクトルＳ０に加えて、ピークＰ１を構成する分析対象イオン群のマススペクトルＳ１も現れている。
【００１７】
図３は、図２（ｂ）のマススペクトルから図２（ａ）のマススペクトルを減算して得られるマススペクトルであって、これがすなわち保持時間ｔ１における差分マススペクトルである。この差分マススペクトルには、ピークＰ１に対応するマススペクトルＳ１のみが現れている。このようにして、各保持時間毎に差分マススペクトルを求める。
【００１８】
差分マススペクトルを用いて作成されたトータルイオンクロマトグラムは、例えば図４のようになる。図４のクロマトグラムには、非分析対象イオン群に起因するバックグラウンドノイズの変動成分が含まれていないため、（１）上記２つのピークＰ１及びＰ２の形状がより正しく現れているだけでなく、（２）図１のクロマトグラフではベースラインの変動成分に埋もれていて識別困難であった微小な第３のピークＰ３が保持時間ｔ３に現れている。このように、差分マススペクトルを用いてトータルイオンクロマトグラムを作成すれば、従来の方法によるよりも、良質のクロマトグラムが得られるのである。なお、このような効果は、マスクロマトグラムの作成においても同様に得られることは言うまでもない。
【００１９】
なお、上記説明では最初のピークＰ１が検出される前にイオン検出器が出力する信号を処理することにより得られるマススペクトルを用いて差分マススペクトルを作成したが、例えば、クロマトグラム上でピークが現れていない別の時間帯にイオン検出器が出力する信号を処理することにより得られるマススペクトルを用いてもよい。
【００２０】
次に、液体クロマトグラフ質量分析計を用いてグラジエント測定を行う場合を考える。測定には２つの溶媒Ａ及びＢを混合して成る移動相を用いるものとし、その組成比は時間に応じて図５に示したように変化させるものとする。すなわち、測定開始時点では、移動相の組成比が溶媒Ａ：溶媒Ｂ＝１００：０（％）であるが、その後の経過時間に比例して溶媒Ｂの割合が高まり、時間ｔ５で溶媒Ａ：溶媒Ｂ＝０：１００（％）となっている。なお、図５の時間ｔ６における移動相の組成比は溶媒Ａ：溶媒Ｂ＝５０：５０（％）とする。
【００２１】
まず、溶媒Ａを、その中に試料を投入することなくクロマトグラフ部のカラムに流しつつ、質量分析部のイオン検出器が出力する信号を採取する。この出力信号を処理することによりその溶媒Ａのマススペクトルを求め、そのデータをハードディスク等の記憶装置に保存する。同様にして、溶媒Ｂのマススペクトルのデータも記憶装置に保存する。このようにして保存されたデータを用いれば、例えば図５の時間ｔ６における非分析対象イオン群のマススペクトルは次のように求められる。すなわち、記憶装置に保存されたデータを処理することにより得られる溶媒Ａのマススペクトル（図６（ａ））及び溶媒Ｂのマススペクトル（図６（ｂ））の加重平均を、時間ｔ６における各溶媒の組成比（いずれも０．５）を重み係数として算出する。このようにして得られたマススペクトルを図６（ｃ）に示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ある試料を従来の方法で分析して得られたトータルイオンクロマトグラム。
【図２】  （ａ）図１の保持時間ｔ０におけるマススペクトル、（ｂ）ピークＰ１が現れた保持時間ｔ１におけるマススペクトル。
【図３】  図２（ｂ）のマススペクトルから図２（ａ）のマススペクトルを減算して得られる差分マススペクトル。
【図４】  差分マススペクトルを用いて作成された上記試料のトータルイオンクロマトグラム。
【図５】  ２つの溶媒Ａ及びＢを用いたグラジエント測定における移動相の組成比の変化を示すグラフ。
【図６】  （ａ）溶媒Ａのマススペクトル、（ｂ）溶媒Ｂのマススペクトル、（ｃ）図５の時間ｔ６における移動相のマススペクトル。
【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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【図６】
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