(57)【要約】【課題】クロマトグラフィー−タンデム質量分析法において、標準物質を使用せずに測定対象物質の試料中濃度を推定することができる濃度推定方法等を提供する。【解決手段】イオン化された測定対象物質をＬＣ／ＭＳ装置１０で検出する。ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０でプロダクトイオンを検出する。データ解析装置５０は、測定対象物質のイオン化における平衡定数を量子化学計算に基づいて算出し、平衡定数及びＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０で得られたピーク面積から測定対象物質の濃度とプリカーサーイオンの量との関係式を決定する。データ解析装置５０は、ＬＣ／ＭＳ装置１０で得られた測定対象物質のピーク面積とプロダクトイオンのピーク面積との比で、前記関係式を、濃度とプロダクトイオンのピーク面積との関係式に補正し、濃度とプロダクトイオンのピーク面積との関係式及びプロダクトイオンのピーク面積から試料における濃度を推定する。【選択図】図１
2016164552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロマトグラフィーにより時間方向に分離された試料中の測定対象物質をイオン化し、イオン化された測定対象物質を検出する第１の分析ステップと、
クロマトグラフィーにより時間方向に分離された前記試料中の測定対象物質をイオン化し、イオン化された該測定対象物質を解離させたプロダクトイオンを検出する第２の分析ステップと、
前記測定対象物質のイオン化効率に関する値を量子化学計算に基づいて算出する算出ステップと、
前記イオン化効率に関する値及び前記第２の分析ステップで得られたクロマトグラムにおける前記プロダクトイオンのシグナル強度から前記測定対象物質の濃度と前記イオン化された測定対象物質の量との関係式を決定する決定ステップと、
前記第１の分析ステップで得られたクロマトグラムにおける前記測定対象物質のシグナル強度と前記プロダクトイオンのシグナル強度との比で、前記測定対象物質の濃度とイオン化された測定対象物質の量との関係式を、前記測定対象物質の濃度と前記プロダクトイオンの量との関係式に補正する補正ステップと、
前記測定対象物質の濃度と前記プロダクトイオンの量との関係式及び前記プロダクトイオンのシグナル強度から前記試料における前記測定対象物質の濃度を推定する推定ステップと、
を含む、濃度推定方法。
【請求項２】
前記イオン化効率に関する値は、
前記測定対象物質のイオン化における平衡定数である、
請求項１に記載の濃度推定方法。
【請求項３】
前記決定ステップでは、
前記試料の希釈倍率に対する前記プロダクトイオンのシグナル強度から最小二乗法によって、前記測定対象物質の濃度と前記イオン化された測定対象物質の量との関係式に規定された定数を演算する、
請求項１又は２に記載の濃度推定方法。
【請求項４】
前記クロマトグラフィーは、前記試料中の物質をカラムで分離し、
前記第２の分析ステップでは、
前記第１の分析ステップにおける前記測定対象物質のカラム保持時間に基づいて設定されたカラム保持時間で特定される前記プロダクトイオンを検出する、
請求項１から３のいずれ一項に記載の濃度推定方法。
【請求項５】
前記第２の分析ステップでは、
前記第１の分析ステップで特定されたイオン化された前記測定対象物質の質量に基づいて特定される前記プロダクトイオンを検出する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の濃度推定方法。
【請求項６】
前記第１の分析ステップ及び前記第２の分析ステップにおける前記クロマトグラフィーは、移動相が複数種の溶媒を含み、前記溶媒の混合比を経時的に変化させる液体クロマトグラフィーであって、
前記第１の分析ステップ及び前記第２の分析ステップのイオン化の際には、前記溶媒の混合比が一定に維持される、
請求項１から５のいずれか一項に記載の濃度推定方法。
【請求項７】
測定対象物質のイオン化効率に関する値を量子化学計算に基づいて算出する算出部と、
クロマトグラフィーにより時間方向に分離され、イオン化された試料中の測定対象物質を解離させたプロダクトイオンの検出で得られたクロマトグラムにおけるプロダクトイオンのシグナル強度から前記測定対象物質の濃度と前記イオン化された測定対象物質の量との関係式を決定する決定部と、
クロマトグラフィーにより時間方向に分離され、イオン化された試料中の測定対象物質の検出で得られたクロマトグラムにおける前記測定対象物質のシグナル強度と前記プロダクトイオンのシグナル強度との比で、前記測定対象物質の濃度とイオン化された測定対象物質の量との関係式を、前記測定対象物質の濃度と前記プロダクトイオンの量との関係式に補正する補正部と、
前記測定対象物質の濃度と前記プロダクトイオンの量との関係式及び前記プロダクトイオンのシグナル強度から前記試料における前記測定対象物質の濃度を推定する推定部と、
を備える、データ解析装置。
【請求項８】
コンピュータを、
測定対象物質のイオン化効率に関する値を量子化学計算に基づいて算出する算出部、
クロマトグラフィーにより時間方向に分離され、イオン化された試料中の測定対象物質を解離させたプロダクトイオンの検出で得られたクロマトグラムにおけるプロダクトイオンのシグナル強度から前記測定対象物質の濃度と前記イオン化された測定対象物質の量との関係式を決定する決定部、
クロマトグラフィーにより時間方向に分離され、イオン化された試料中の測定対象物質の検出で得られたクロマトグラムにおける前記測定対象物質のシグナル強度と前記プロダクトイオンのシグナル強度との比で、前記測定対象物質の濃度とイオン化された測定対象物質の量との関係式を、前記測定対象物質の濃度と前記プロダクトイオンの量との関係式に補正する補正部、
前記測定対象物質の濃度と前記プロダクトイオンの量との関係式及び前記プロダクトイオンのシグナル強度から前記試料における前記測定対象物質の濃度を推定する推定部、
として機能させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濃度推定方法、データ解析装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
固定相を移動相が通過する過程で物質を時間方向に分離することができるクロマトグラフィーと、分離された物質をイオン化して質量を分析する質量分析法とを組み合わせたクロマトグラフィー−質量分析法が各種物質の分析に広く用いられている。例えば、特許文献１には、クロマトグラフィー−質量分析法による生体分子パターンのアノテーション法及びシステムが開示されている。また、特許文献２には、ガスクロマトグラフィーと質量分析装置とを組み合わせた分析装置が記載されている。
【０００３】
さらにイオン化された物質から所定の質量の物質をプリカーサーイオンとして選択し、プリカーサーイオンにエネルギーを与えて解離させたプロダクトイオンを選択して質量を分析するクロマトグラフィー−タンデム質量分析法が知られている。例えば、特許文献３には、生物の組織または細胞に存在する物質の化学構造を直接同定するための方法に関し、特に液体クロマトグラフィー−タンデム質量分析（以下、単に「ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ」ともいう）法で分析する段階についての記載がある。
【０００４】
ＬＣ／ＭＳ／ＭＳはノイズを低減させて高感度に物質を分析することができる。このため、試料中の測定対象物質の濃度の定量に、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳが利用される。ＬＣ／ＭＳ／ＭＳで試料中の測定対象物質の濃度を定量する場合、測定対象物質ごとにイオン化効率が異なるため、イオン化効率を補正するための測定対象物質の標準物質が必要である。また、特定のプリカーサーイオン及びプロダクトイオンを連続的にモニタリングするための選択反応モニタリング条件を定めるためにも測定対象物質の標準物質が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００６−５２８３３９号公報
【特許文献２】特開２００６−３２２８４２号公報
【特許文献３】特開２００１−２４９１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、農薬の環境変化体に代表される環境中の汚染物質、あるいは生体内の代謝物等の中には、標準物質が市販されていない物質が少なくない。標準物質が入手できない場合、測定対象物質のイオン化効率を補正できず、選択反応モニタリング条件を定めることができない。したがって、標準物質が入手できない場合、現状では、測定対象物質の定量を断念せざるを得ない。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、クロマトグラフィー−タンデム質量分析法において、標準物質を使用せずに測定対象物質の試料中濃度を推定することができる濃度推定方法、データ解析装置およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点に係る濃度推定方法は、
クロマトグラフィーにより時間方向に分離された試料中の測定対象物質をイオン化し、イオン化された測定対象物質を検出する第１の分析ステップと、
クロマトグラフィーにより時間方向に分離された前記試料中の測定対象物質をイオン化し、イオン化された該測定対象物質を解離させたプロダクトイオンを検出する第２の分析ステップと、
前記測定対象物質のイオン化効率に関する値を量子化学計算に基づいて算出する算出ステップと、
前記イオン化効率に関する値及び前記第２の分析ステップで得られたクロマトグラムにおける前記プロダクトイオンのシグナル強度から前記測定対象物質の濃度と前記イオン化された測定対象物質の量との関係式を決定する決定ステップと、
前記第１の分析ステップで得られたクロマトグラムにおける前記測定対象物質のシグナル強度と前記プロダクトイオンのシグナル強度との比で、前記測定対象物質の濃度とイオン化された測定対象物質の量との関係式を、前記測定対象物質の濃度と前記プロダクトイオンの量との関係式に補正する補正ステップと、
前記測定対象物質の濃度と前記プロダクトイオンの量との関係式及び前記プロダクトイオンのシグナル強度から前記試料における前記測定対象物質の濃度を推定する推定ステップと、
を含む。
【０００９】
この場合、前記イオン化効率に関する値は、
前記測定対象物質のイオン化における平衡定数である、
こととしてもよい。
【００１０】
また、前記決定ステップでは、
前記試料の希釈倍率に対する前記プロダクトイオンのシグナル強度から最小二乗法によって、前記測定対象物質の濃度と前記イオン化された測定対象物質の量との関係式に規定された定数を演算する、
こととしてもよい。
【００１１】
また、前記クロマトグラフィーは、前記試料中の物質をカラムで分離し、
前記第２の分析ステップでは、
前記第１の分析ステップにおける前記測定対象物質のカラム保持時間に基づいて設定されたカラム保持時間で特定される前記プロダクトイオンを検出する、
こととしてもよい。
【００１２】
また、前記第２の分析ステップでは、
前記第１の分析ステップで特定されたイオン化された前記測定対象物質の質量に基づいて特定される前記プロダクトイオンを検出する、
こととしてもよい。
【００１３】
また、前記第１の分析ステップ及び前記第２の分析ステップにおける前記クロマトグラフィーは、移動相が複数種の溶媒を含み、前記溶媒の混合比を経時的に変化させる液体クロマトグラフィーであって、
前記第１の分析ステップ及び前記第２の分析ステップのイオン化の際には、前記溶媒の混合比が一定に維持される、
こととしてもよい。
【００１４】
本発明の第２の観点に係るデータ解析装置は、
測定対象物質のイオン化効率に関する値を量子化学計算に基づいて算出する算出部と、
クロマトグラフィーにより時間方向に分離され、イオン化された試料中の測定対象物質を解離させたプロダクトイオンの検出で得られたクロマトグラムにおけるプロダクトイオンのシグナル強度から前記測定対象物質の濃度と前記イオン化された測定対象物質の量との関係式を決定する決定部と、
クロマトグラフィーにより時間方向に分離され、イオン化された試料中の測定対象物質の検出で得られたクロマトグラムにおける前記測定対象物質のシグナル強度と前記プロダクトイオンのシグナル強度との比で、前記測定対象物質の濃度とイオン化された測定対象物質の量との関係式を、前記測定対象物質の濃度と前記プロダクトイオンの量との関係式に補正する補正部と、
前記測定対象物質の濃度と前記プロダクトイオンの量との関係式及び前記プロダクトイオンのシグナル強度から前記試料における前記測定対象物質の濃度を推定する推定部と、
を備える。
【００１５】
本発明の第３の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
測定対象物質のイオン化効率に関する値を量子化学計算に基づいて算出する算出部、
クロマトグラフィーにより時間方向に分離され、イオン化された試料中の測定対象物質を解離させたプロダクトイオンの検出で得られたクロマトグラムにおけるプロダクトイオンのシグナル強度から前記測定対象物質の濃度と前記イオン化された測定対象物質の量との関係式を決定する決定部、
クロマトグラフィーにより時間方向に分離され、イオン化された試料中の測定対象物質の検出で得られたクロマトグラムにおける前記測定対象物質のシグナル強度と前記プロダクトイオンのシグナル強度との比で、前記測定対象物質の濃度とイオン化された測定対象物質の量との関係式を、前記測定対象物質の濃度と前記プロダクトイオンの量との関係式に補正する補正部、
前記測定対象物質の濃度と前記プロダクトイオンの量との関係式及び前記プロダクトイオンのシグナル強度から前記試料における前記測定対象物質の濃度を推定する推定部、
として機能させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、クロマトグラフィー−タンデム質量分析法において、標準物質を使用せずに測定対象物質の試料中濃度を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１に係る濃度推定システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示すＬＣ／ＭＳ装置の構成を示す図である。
【図３】図１に示すデータ解析装置の構成を示す図である。
【図４】図１に示すＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置の構成を示す図である。
【図５】エレクトロスプレーイオン化モデルを示す図である。
【図６】ピーク面積と試料希釈倍率との関係を示す図である。
【図７】濃度推定処理のフローチャートを示す図である。
【図８】実施の形態２に係るＬＣ部の構成を示す図である。
【図９】ギブスの自由エネルギーが最も低かった立体配座を示す図である。ａはイミダクロプリドである。ｂはイミダクロプリドのプロトン付加体である。
【図１０】推定した濃度と推定したピーク面積との間の検量線及び実測した濃度と実測したピーク面積との間の検量線を示す図である。
【図１１】実施例においてＬＣ／ＭＳ装置で測定されたＰＴＰＷ−ａ〜ｄの抽出イオンクロマトグラム（ＥＩＣ）を示す図である。
【図１２】実施例においてＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置でＳＩＭ（Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ｉｏｎ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）法により測定されたＰＴＰＷ−ａ〜ｄのクロマトグラムを示す図である。
【図１３】実施例においてＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置でＳＲＭ（Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）法により測定されたＰＴＰＷ−ａ〜ｄのクロマトグラムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は下記の実施の形態および図面によって限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
実施の形態１について詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る濃度推定方法に使用される濃度推定システム１００の構成を示す。濃度推定システム１００は、液体クロマトグラフィー−質量分析装置（ＬＣ／ＭＳ装置）１０と、液体クロマトグラフィー−タンデム質量分析装置（ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置）３０と、データ解析装置５０と、を備える。
【００２０】
まず、ＬＣ／ＭＳ装置１０について図２を参照して詳細に説明する。ＬＣ／ＭＳ装置１０は、イオン源としてエレクトロスプレーイオン化法（ＥＳＩ）を用いる四重極質量分析を行う。図２は、ＬＣ／ＭＳ装置１０の構成を示すブロック図である。ＬＣ／ＭＳ装置１０は、液体クロマトグラフ（ＬＣ）部１１と、質量分析（ＭＳ）部１２と、Ａ／Ｄ変換器１３と、を備える。
【００２１】
ＬＣ部１１は、移動相容器１４と、移送ポンプ１５と、インジェクタ１６と、カラム１７と、を備える。移動相容器１４は、移動相を貯留する。移送ポンプ１５は、移動相容器１４に貯留された移動相を吸引し、インジェクタ１６を通して、一定の流量で移動相をカラム１７に供給する。インジェクタ１６はオートサンプラを備え、あらかじめ調製された所定量の試料を移動相中に注入する。インジェクタ１６によって移動相中に試料が注入されると、移動相とともに、試料はカラム１７に導入される。
【００２２】
試料には、測定対象物質等の各種物質が含まれている。試料がカラム１７を通過する間に、カラム１７に充填された固定相及び移動相と試料中の物質との相互作用の差によって物質が分離される。分離された物質は、時間方向にずれてカラム１７の出口から溶出する。すなわち、分離された物質ごとに、インジェクタ１６によって試料が移動相中に注入されてからカラム１７から溶出するまでの時間であるカラム保持時間が定まる。溶出液はＭＳ部１２に導入される。
【００２３】
ＭＳ部１２は、ＥＳＩノズル１８と、イオン化室１９と、イオン光学系２０と、分析室２１と、を備える。ＬＣ部１１から供給された溶出液がＥＳＩノズル１８に達すると、高圧電源から印加されている直流高電圧により、溶出液に電荷が付与される。ＥＳＩノズル１８は、溶出液を帯電した微小液滴としてイオン化室１９内に噴霧する。
【００２４】
イオン化室１９は、大気圧雰囲気に維持されている。帯電した微小液滴は大気由来のガス分子と衝突してさらに微細な液滴に粉砕され、速やかに脱溶媒化されて、試料分子が気化する。気化した試料分子はイオン蒸発反応によってイオン化される。イオンはＲＦレンズ等を備えるイオン光学系２０で収束されて分析室２１へ送られる。
【００２５】
分析室２１は、ポンプにより高真空雰囲気に維持されている。分析室２１は、四重極質量フィルタ２２と、検出器２３と、を備える。分析室２１に送られたイオンは、四重極質量フィルタ２２の長軸方向の空間に導入される。四重極質量フィルタ２２には直流電圧と高周波電圧とを重畳した電圧が印加されている。これにより、印加電圧に応じた質量数（質量／電荷、ｍ／ｚ）を有するイオンのみが四重極質量フィルタ２２の長軸方向の空間を通過する。検出器２３は、四重極質量フィルタ２２を通過したイオンを検出する。検出器２３による検出信号はＡ／Ｄ変換器１３によりデータに変換されて、データ解析装置５０に入力される。
【００２６】
次に、データ解析装置５０について図３を参照して詳細に説明する。データ解析装置５０は、コンピュータ５１と、操作部５２と、表示部５３と、を備える。コンピュータ５１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、外部記憶装置と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、を備える。データ解析装置５０では、ＣＰＵが外部記憶装置に記憶されたソフトウェアプログラムをＲＡＭに読み出して、ソフトウェアプログラムを実行制御することにより、通信可能に接続されたＬＣ／ＭＳ装置１０及びＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０の動作を制御し、以下に説明する機能を実現する。
【００２７】
コンピュータ５１は、ＬＣ／ＭＳ装置１０及びＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０に指示コマンド、測定条件及び各種パラメータ等に対応するデータを送信することで、ＬＣ／ＭＳ装置１０及びＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０を制御する。また、コンピュータ５１は、ＬＣ／ＭＳ装置１０及びＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０からデータを受信し、データを解析する。
【００２８】
操作部５２は、ユーザによって入力された指示コマンド、測定条件及び各種パラメータ等に対応するデータをコンピュータ５１へ出力する。コンピュータ５１は、操作部５２を介してユーザが入力したデータに基づいて、ＬＣ／ＭＳ装置１０及びＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０を制御する。
【００２９】
コンピュータ５１は、Ａ／Ｄ変換器１３から入力されたデータを記憶する。コンピュータ５１は、記憶したデータを演算処理し、例えば、横軸にｍ／ｚ、縦軸にシグナル強度を示したチャートであるマススペクトル、横軸に時間、縦軸にシグナル強度を示したチャートであるクロマトグラム、横軸に時間、縦軸にイオン源で生成した全てのイオンの総和を示したチャートであるトータルイオンクロマトグラム、又は横軸に時間、縦軸に特定のｍ／ｚのシグナル強度を示したチャートであるマスクロマトグラム等を作成する。コンピュータ５１は、作成したマススペクトル等に対応するデータを表示部５３へ出力する。表示部５３は、入力されたデータに対応するマススペクトル等を表示する。
【００３０】
続いて、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０について図４を参照して詳細に説明する。ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０は、イオン源としてのＥＳＩによってイオン化された測定対象物質（以下、「プリカーサーイオン」ともいう）を解離させたプロダクトイオンを検出する。ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０は、ＬＣ部３１と、ＭＳ／ＭＳ部３２と、Ａ／Ｄ変換器３３と、を備える。
【００３１】
ＬＣ部３１は、移動相容器３４と、移送ポンプ３５と、インジェクタ３６と、カラム３７と、を備える。移動相容器３４に貯留される移動相及び移送ポンプ３５によるカラム３７への移動相の流量等は、ＬＣ部１１と同じである。ＬＣ部３１は、上述のＬＣ部１１と同様に、試料中の各種物質を時間方向に分離する。
【００３２】
ＭＳ／ＭＳ部３２は、ＥＳＩノズル３８と、イオン化室３９と、イオン光学系４０と、分析室４１と、を備える。ＥＳＩノズル３８、イオン化室３９及びイオン光学系４０は、それぞれ上述のＥＳＩノズル１８、イオン化室１９及びイオン光学系２０と同様である。以下、分析室４１に関して、ＭＳ部１２の分析室２１と異なる点を中心に説明する。
【００３３】
分析室４１は、四重極質量フィルタ４２と、コリジョンセル４３と、イオン光学系４４と、四重極質量フィルタ４５と、検出器４６と、を備える。四重極質量フィルタ４２を通過したプリカーサーイオンは、コリジョンセル４３に送られる。コリジョンセル４３には、ヘリウム、窒素又はアルゴン等の不活性ガスが供給されている。コリジョンセル４３では、印加した電圧によって加速されたプリカーサーイオンが真空中で高い運動エネルギーを持つように励起され、不活性ガス分子に衝突する。衝突により運動エネルギーの一部が変換されて化学結合が切断される。これを、衝突誘起解離（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ、ＣＩＤ）という。ＣＩＤにより、最終的にプリカーサーイオンはプリカーサーイオンよりも小さなプロダクトイオンになる。
【００３４】
ＣＩＤの態様はコリジョンエネルギーによって相違する。よって、コリジョンエネルギーに応じて、プリカーサーイオンから生じるプロダクトイオンが異なる。コリジョンエネルギーは、プリカーサーイオンに印加される電圧で決まるため、電圧を変化させることで、目的とするプロダクトイオンを生成させることができる。
【００３５】
プロダクトイオンは、四重極質量フィルタ４５の長軸方向の空間に導かれる。四重極質量フィルタ４５には直流電圧と高周波電圧とを重畳した電圧が印加されている。これにより、印加電圧に応じたｍ／ｚを有するプロダクトイオンのみが四重極質量フィルタ４５の長軸方向の空間を通過する。検出器４６は、四重極質量フィルタ４５を通過したイオンを検出する。検出器４６による検出信号はＡ／Ｄ変換器３３によりデータに変換されて、データ解析装置５０に入力される。
【００３６】
図３に戻って、コンピュータ５１は、ＬＣ／ＭＳ装置１０と同じく、操作部５２を介してユーザが入力したデータに基づいて、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０の動作を制御する。また、コンピュータ５１は、Ａ／Ｄ変換器３３によって入力されたデータに対して、所定の演算処理を行う。例えば、コンピュータ５１は、プリカーサーイオンのｍ／ｚ、プロダクトイオンのｍ／ｚ、該プロダクトイオンに対応するコリジョンエネルギー等の予め設定された選択反応モニタリング条件に基づいて、目的とするプロダクトイオンに関して、クロマトグラム等を作成する。コンピュータ５１は、表示部５３を介して、作成したクロマトグラム等を表示する。
【００３７】
通常、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０における測定対象物質に関するカラム保持時間及び選択反応モニタリング条件等は、測定対象物質の標準物質を測定することで決定される。これに対し、コンピュータ５１は、標準物質を測定しなくても、ＬＣ／ＭＳ装置１０で測定された測定対象物質のマススペクトル等から決定されるカラム保持時間及び選択反応モニタリング条件に従って、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０の動作を以下のように制御することで、試料中の測定対象物質の濃度を推定する。
【００３８】
図４に戻って、ＭＳ／ＭＳ部３２は、ＬＣ／ＭＳ装置１０における測定対象物質のカラム保持時間に基づいて設定されたカラム保持時間で特定されるプロダクトイオンを検出する。より詳細には、特定のｍ／ｚのイオンについてのマスクロマトグラム（ＥＩＣ）からＬＣ／ＭＳ装置１０における測定対象物質のカラム保持時間が特定される。ＬＣ部３１における移動相の組成及び流量並びに固定相を、ＬＣ／ＭＳ装置１０のＬＣ部１１で用いた移動相の組成及び流量並びに固定相と同一にすることで、ＬＣ部１１におけるカラム保持時間で、ＬＣ部３１においても測定対象物質がカラム３７から溶出される。ＭＳ／ＭＳ部３２は、該カラム保持時間付近に溶出されたプリカーサーイオンから解離したプロダクトイオンを検出する。
【００３９】
ＬＣ部１１とＬＣ部３１との配管の長さ等が異なることでホールドアップ時間が異なることがある。ホールドアップ時間が異なる場合、カラム保持時間にずれが生じるため、ＭＳ／ＭＳ部３２は、ホールドアップ時間のずれを補正して設定されたカラム保持時間付近に溶出されたプリカーサーイオンから解離したプロダクトイオンを検出すればよい。
【００４０】
ＭＳ／ＭＳ部３２は、ＬＣ／ＭＳ装置１０で特定されたイオン化された測定対象物質の質量に基づいて特定されるプロダクトイオンを検出してもよい。この場合、ＬＣ／ＭＳ装置１０によって特定された質量を有するプリカーサーイオンに対して、コンピュータ５１は、イオン光学系４０、４４及び四重極質量フィルタ４２、４５への印加電圧、並びにコリジョンエネルギー等を設定する。
【００４１】
また、標準物質を測定しない場合、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０での測定対象物質の感度、具体的には測定対象物質の濃度と該測定対象物質を解離したプロダクトイオンのシグナル強度との関係式（検量線の勾配）が求められず、得られたシグナル強度から測定対象物質の濃度を算出できない。これに対し、コンピュータ５１は、以下のように図３に示す算出部１、決定部２、補正部３及び推定部４として機能することで、シグナル強度としてのピーク面積から濃度を推定する。
【００４２】
測定対象物質ごとに感度が異なるのは、測定対象物質のイオン化効率が異なるためである。イオン化効率は、測定対象物質の量子化学的な性質に基づく。そこで、算出部１は、測定対象物質のイオン化効率に関する値を量子化学計算に基づいて算出する。より具体的には、イオン化効率に関する値は、測定対象物質のイオン化における平衡定数である。測定対象物質の液相における平衡定数Ｋｓ及び真空中における平衡定数Ｋｇは、例えば、量子化学計算プログラムであるＧａｕｓｓｉａｎ  ０９Ｗ及びＧａｕｓｓＶｉｅｗ  ５．０．９等で得られる測定対象物質及びプロトン付加体（プリカーサーイオン）のエントロピー及びエンタルピーから推算されるギブスの自由エネルギーから求められる。
【００４３】
ここで、構築したエレクトロスプレーイオン化モデルを図５に示す。本モデルでは、移動相とともにＥＳＩノズル３８から噴霧された測定対象物質分子（Ｍ）は、液相中でｍｏｄｉｆｉｅｒとしての酢酸／酢酸アンモニウム緩衝液から供給されるプロトンでプロトン化されて平衡状態にあると仮定した。
【００４４】
気相中の各成分の濃度は、Ｆｅｎｎのモデル（Ｊｏｈｎ  Ｂ．  Ｆｅｎｎ、「Ｉｏｎ  ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｆｒｏｍ  ｃｈａｒｇｅｄ  ｄｒｏｐｌｅｔｓ：  ｒｏｌｅｓ  ｏｆ  ｇｅｏｍｅｔｒｙ，  ｅｎｅｒｇｙ，  ａｎｄ  ｔｉｍｅ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ、１９９３年、Ｖｏｌｕｍｅ  ４、ｐ．５２４-５３５）に従ったｆｌｕｘを採用した。さらに、気相でのプロトン化及び脱プロトン化過程の平衡を維持しながら、連続的に供給され、かつ排気により又は分析室４１に送られて失われる各化学種の気相濃度が分析中に一定になるという定常状態近似を採用して、液相からのｆｌｕｘとは別に、平衡反応を介して気相から供給されるプリカーサーイオンの寄与を算出した。分析室４１に送られるプリカーサーイオンの総量は、液相から及び気相からの寄与の組み合わせにより表現した。気相における平衡反応は気相における自由エネルギー差に基づいてモデル化した。ＣＩＤによって分解されるプロダクトイオンの割合は、測定対象物質の種類によらず一定と仮定した。また、気相中の自由エネルギーは、真空中の自由エネルギーと同一と仮定した。
【００４５】
上記のエレクトロスプレーイオン化モデルに係る計算式を以下に示す。
【数１】
2016164552.tif 000003
【００４６】
ＩＭＨ＋は、プリカーサーイオンであるＭＨ＋イオンの総量を示す。ａ及びｂはそれぞれ気化速度定数の関数、気相フラックス及び気相における平衡定数の関数を示す。λｇａｓは、気相平衡の寄与の理論値を示す。ａ、ｂはＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０の機械的構造及び測定条件で定まる。［ＭＨｓ＋］及びλｇａｓは測定対象物質の濃度Ｍ０を変数とする関数である。したがって、上記式１は、測定対象物質の濃度とプリカーサーイオンの量との関係式である。ゆえに、上記式１におけるａ、ｂ及びＭ０を推定すれば、プリカーサーイオンの量に相関するピーク面積と測定対象物質の濃度との間の検量線の勾配を決定できる。
【００４７】
決定部２は、平衡定数Ｋｓ、Ｋｇ及びＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０で得られたクロマトグラムにおけるプロダクトイオンのピーク面積から式１を決定する。詳細には、決定部２は、試料の希釈倍率に対するプロダクトイオンのピーク面積から最小二乗法によって、式１に規定された定数ａ、ｂ及びＭ０を演算する。例えば、決定部２は、図６に示すように、希釈倍率を３段階以上で変化させた試料をＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０で測定して得られたピーク面積と試料の希釈倍率との間の相対検量線を最小二乗法で求めることでａ、ｂ及びＭ０を演算する。
【００４８】
上述のように、式１によれば測定対象物質のイオン化効率に基づいて、測定対象物質の濃度に対するプリカーサーイオンのピーク面積が推定される。しかし、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０で測定されるピーク面積は、プロダクトイオンのピーク面積である。よって、補正部３は、ＬＣ／ＭＳ装置１０で得られたクロマトグラムにおける測定対象物質のピーク面積とＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０で測定されるプロダクトイオンのピーク面積との比で式１を、測定対象物質の濃度とプロダクトイオンのピーク面積との関係式に補正する。例えば、補正部３は、プリカーサーイオンのピーク面積に、プロダクトイオンのピーク面積／測定対象物質のピーク面積を乗じることで、測定対象物質の濃度とプロダクトイオンのピーク面積との間の検量線の勾配を得る。
【００４９】
推定部４は、補正部３によって得られた測定対象物質の濃度とプロダクトイオンのピーク面積との関係式及びプロダクトイオンのピーク面積から試料における測定対象物質の濃度を推定する。具体的には、推定部４は、上記の測定対象物質の濃度とプロダクトイオンのピーク面積との間の検量線の式に、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０で測定されるプロダクトイオンのピーク面積を代入することで測定対象物質の濃度を推定する。
【００５０】
次に、本実施の形態に係る濃度を推定するための処理を図７のフローチャートを参照して説明する。まず、ＬＣ／ＭＳ装置１０は、イオン化された測定対象物質をＭＳ部１２で検出する（Ｓ１）。次に、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０は、プロダクトイオンを検出する（Ｓ２）。続いて、算出部１は、測定対象物質のイオン化効率に関する値として平衡定数Ｋｓ、Ｋｇを量子化学計算に基づいて算出する（Ｓ３）。
【００５１】
次に、決定部２は、平衡定数Ｋｓ、Ｋｇ及びＳ２で得られたクロマトグラムにおけるプロダクトイオンのピーク面積からａ、ｂ及びＭ０を演算し、測定対象物質の濃度とプリカーサーイオンのピーク面積との間の検量線の勾配を決定する（Ｓ４）。そして、補正部３は、Ｓ１で得られた測定対象物質のピーク面積とＳ２で得られたプロダクトイオンのピーク面積との比で、測定対象物質の濃度とプリカーサーイオンのピーク面積との間の検量線の勾配を、測定対象物質の濃度とプロダクトイオンのピーク面積との間の検量線の勾配に補正する（Ｓ５）。最後に、推定部４は、測定対象物質の濃度とプロダクトイオンのピーク面積との間の検量線の勾配から、実測したプロダクトイオンのピーク面積に対する測定対象物質の濃度を推定する（ステップＳ６）。
【００５２】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る濃度推定システム１００によれば、測定対象物質の量子化学的な性質に基づくイオン化効率と、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０の機械的構造および測定条件とに基づいて、測定対象物質の濃度とプロダクトイオンのピーク面積との間の検量線の勾配を決める。このため、標準物質を使用せずに測定対象物質の試料中濃度を推定することができる。これにより、例えば、標準物質を使用せずに環境汚染物質の濃度測定、あるいは創薬研究における代謝物等の濃度測定が可能となる。
【００５３】
また、濃度推定システム１００では、ＭＳ／ＭＳ部３２が、ＬＣ／ＭＳ装置１０における測定対象物質のカラム保持時間に基づいて設定されたカラム保持時間で特定されるプロダクトイオを検出するようにした。また、濃度推定システム１００では、ＭＳ／ＭＳ部３２が、ＬＣ／ＭＳ装置１０で特定されたイオン化された測定対象物質の質量に基づいて特定されるプロダクトイオンを検出してもよいこととした。これにより、標準物質を用いることができなくても、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０における選択反応モニタリング条件を定めることができる。
【００５４】
なお、決定部２は、最小二乗法によりａ、ｂ及びＭ０を演算したが、最尤法等の他の統計手法でａ、ｂ及びＭ０を求めてもよい。また、本実施の形態では、シグナル強度としてのピーク面積を用いたが、プロダクトイオンのピークの最大値等を用いてもよい。
【００５５】
また、本実施の形態では、試料中の測定対象物質を時間方向に分離するために液体クロマトグラフィーを用いたがこれに限らない。例えば、固定相として紙を用いるペーパークロマトグラフィー、板状の固定相を用いる薄層クロマトグラフィー等で測定対象物質を分離してもよい。また、測定対象物質の分離は、液体クロマトグラフィーに限らず、ガスクロマトグラフィーでもよい。また、ＭＳ／ＭＳ部３２は、四重極質量フィルタ４５でプロダクトイオンを選択するようにしたが、磁場型、イオントラップ型、飛行時間、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴及びフーリエ変換型オービトラップでプロダクトイオンを選択してもよい。
【００５６】
なお、本実施の形態では、ＬＣ／ＭＳ装置１０及びＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０は、イオン源としてＥＳＩを用いたが、電子イオン化法、化学イオン化法、電界脱離法、高速原子衝撃法、マトリックス支援レーザー脱離イオン化法及び大気圧化学イオン化法等の公知のイオン源を用いてもよい。この場合、使用するイオン源について構築したイオン化モデルについて、算出部１はイオン化効率に関する値を算出すればよい。
【００５７】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。本実施の形態に係る濃度推定システム２００は、上記実施の形態１に係るＬＣ／ＭＳ装置１０のＬＣ部１１及びＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０のＬＣ部３１が、それぞれＬＣ部６１及びＬＣ部８１に置換される。以下、ＬＣ部６１及びＬＣ部８１について、上記実施の形態１と異なる点について詳細に説明する。
【００５８】
ＬＣ部６１は、移動相に含まれる複数種の溶媒の混合比を経時的に変化させる。例えば、ＬＣ部６１は、移動相としての水に対する有機溶媒の体積比を経時的に増加させるグラジエント溶出を行う。グラジエント溶出によって、カラム保持時間に差がある多成分を一斉に分析できる。しかし、溶媒の混合比が経時的に変化するために、測定対象物質のイオン化効率がカラム保持時間に応じて変化してしまう。溶媒の混合比の変化による測定対象物質のイオン化効率に関する値Ｋｓ及びＫｇへの影響を除くために、ＬＣ部６１は、イオン化の際には、溶媒の混合比を一定に維持する。溶媒の混合比を一定に維持するために、ＬＣ部６１は、例えばグラジエント溶出に逆グラジエント溶出を組み合わせて試料中の測定対象物質を分離する。
【００５９】
図８に示すように、ＬＣ部６１は、移動相容器６２〜６５と、移送ポンプ６６〜６９と、ミキサー７０、７１と、インジェクタ７２と、カラム７３と、を備える。移動相容器６２、６４は、水である移動相Ａを貯留する。移動相容器６３、６５は、有機溶媒である移動相Ｂを貯留する。移送ポンプ６６は、移動相容器６２から移動相Ａを吸引してミキサー７０に送る。移送ポンプ６７は、移動相容器６３から移動相Ｂを吸引してミキサー７０に送る。移送ポンプ６６、６７は、コンピュータ５１によって、グラジエント溶出用の移動相を供給するように制御される。すなわち、コンピュータ５１は、移送ポンプ６６による移動相Ａの吸引量を所定の勾配ｇで経時的に減少させ、一方、移送ポンプ６７による移動相Ｂの吸引量を移動相Ａの吸引量の減少と同じ勾配ｇで経時的に増加させる。ミキサー７０において移動相Ａと移動相Ｂとが混合されて生じた移動相は、インジェクタ７２を通して、一定の流量でカラム７３に供給される。
【００６０】
移送ポンプ６８は、移動相容器６４から移動相Ａを吸引してミキサー７１に送る。移送ポンプ６９は、移動相容器６５から移動相Ｂを吸引してミキサー７１に送る。移送ポンプ６８、６９は、コンピュータ５１によって、逆グラジエント溶出用の移動相を供給するように制御される。すなわち、コンピュータ５１は、移送ポンプ６８による移動相Ａの吸引量を所定の勾配ｇで経時的に増加させ、一方、移送ポンプ６９による移動相Ｂの吸引量を勾配ｇで経時的に減少させる。
【００６１】
逆グラジエント溶出用の移動相Ａ、Ｂは、カラム７３から溶出された移動相とミキサー７１において混合される。ミキサー７１は、混合された移動相をＥＳＩノズル１８に供給する。
【００６２】
さらに具体的にグラジエント溶出と逆グラジエント溶出を説明すると、例えば、カラム７３に供給される移動相Ａと移動相Ｂとの混合比９０／１０が、ｔ１秒後に５０／５０、さらにｔ２秒後に１０／９０に変化する場合、コンピュータ５１は、逆グラジエント溶出用の移動相Ａと移動相Ｂとの混合比を、１０／９０からｔ１秒後に５０／５０、さらにｔ２秒後に９０／１０に変化させる。こうすることで、ＥＳＩノズル１８によるイオン化の際には、移動相Ａと移動相Ｂとの混合比が一定に維持される。
【００６３】
ＬＣ部８１の構成は、上述のＬＣ部６１と同様である。ＬＣ部８１もグラジエント溶出に逆グラジエント溶出を組み合わせて測定対象物質を分離することで、ＥＳＩノズル３８におけるイオン化の際の溶媒の混合比が一定に維持される。
【００６４】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る濃度推定システム２００によれば、液体クロマトグラフィーにおいて複数種の溶媒を含む移動相において溶媒の混合比を経時的に変化させる場合でも、測定対象物質のイオン化効率がカラム保持時間に依存しない。これにより、算出部１は、量子化学計算において、イオン化効率の変化を考慮せずにＫｓ及びＫｇを算出できる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、溶媒の混合比を経時的に変化させる方法として、グラジエント溶出を採用したが、これに限らない。例えば、ＬＣ部６１は、ステップワイズ溶出で分離後のイオン化の際に、ステップワイズ溶出における移動相の溶媒の混合比を逆転させた混合比で溶媒が混合された移動相を、ステップワイズ溶出における移動相に加えてもよい。
【００６６】
なお、上記各実施の形態において、実行されるソフトウェアプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｉｓｃ）などのコンピュータ５１で読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをインストールすることにより、上述の動作を実行するシステムを構成することとしてもよい。
【００６７】
また、上記各実施の形態では、データ解析装置５０がＬＣ／ＭＳ装置１０及びＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０の動作を制御するようにしたがこれに限らない。例えば、ＬＣ／ＭＳ装置１０で測定された測定対象物質のマススペクトル等から決定されるカラム保持時間及び選択反応モニタリング条件を、ユーザがＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置３０にカラム保持時間及び選択反応モニタリング条件を設定してもよい。
【００６８】
なお、別の実施の形態に係る濃度推定方法では、液体クロマトグラフィー−エレクトロスプレーイオン化法−三連四重極質量分析において、量子化学計算により検量線の勾配を推算することによって、測定対象物質の試料中濃度を推定してもよい。
【実施例】
【００６９】
以下の実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。
【００７０】
（実施例１：農薬の環境変化体の濃度推定）
モデル物質として、ネオニコチノイド系農薬であるイミダクロプリド及びその環境変化体（Ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ｉｎ  Ｗａｔｅｒ  ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ、ＰＴＰＷｓ）である１−（（６−クロロピリジン−３−イル）メチル）イミダゾリジン−２−イミン及び６−クロロニコチンアルデヒドを購入した。
【００７１】
また、Ｅ−１−（（６−クロロピリジン−３−イル）メチル）−２−ニトログアニジンを合成した。さらに、イミダクロプリドの５％メタノール水溶液に、２９０〜８００ｎｍの波長の光を透過させるロングパスフィルタ（ＷＧ２９５）を通したｘｅｎｏｎ  ｓｈｏｒｔ  ａｒｃ  ｌａｍｐ光を照射し、ＰＴＰＷｓを生成させた。これらの物質を高分解能・高質量精度ＬＣ／ＭＳ装置であるＰｒｏｍｉｎｅｎｃｅ（島津製作所製）−ＬＴＱ  Ｏｒｂｉｔｒａｐ  ＸＬ（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）及びＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置であるＵｌｔｉＭａｔｅ３０００−ＴＳＱ  Ｑｕａｎｔｉｖａ（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）で測定した。その際、逆グラジエントプログラムを使用し、ＥＳＩでイオン化される際の移動相の混合比を水：メタノール＝１：１（ｖ／ｖ）とした。固定相は、Ｌ−ｃｏｌｕｍｎ２  ＯＤＳ（ｉ．ｄ．２．１×ｌ．７５ｍｍ、ｄｐ＝２μｍ、一般財団法人化学物質評価研究機構製）を用い、移動相流量は０．４ｍＬ／分とした。
【００７２】
測定した物質の液相、真空中におけるＧｉｂｂｓの自由エネルギーは、量子化学計算プログラムＧａｕｓｓｉａｎ  ０９Ｗ及びＧａｕｓｓＶｉｅｗ  ５．０．９（Ｇａｕｓｓｉａｎ）を用いて推算した。プロトン付加体についても同様に検討した。構造最適化はｂ３ｌｙｐ／６−３１１＋Ｇ（２ｄ，ｐ）、ｏｐｔ＝ｖｅｒｙｔｉｇｈｔ、ｉｎｔ＝ｕｌｔｒａｆｉｎｅ、振動計算はｂ３ｌｙｐ／６−３１１＋Ｇ（２ｄ，ｐ）、ｉｎｔ＝ｕｌｔｒａｆｉｎｅで行った。真空中における自由エネルギーを計算する際には、ｆｒｅｑ＝ｈｉｎｄｅｒｅｄｒｏｔｏｒで行った。
【００７３】
濃度推定の一例として、エレクトロスプレーイオン化モデルに係る上記式１に基づいて、測定対象物質としてのＰＴＰＷｓである１−（（６−クロロピリジン−３−イル）メチル）イミダゾリジン−２−イミンの濃度を推定した。
【００７４】
上記で算出した１−（（６−クロロピリジン−３−イル）メチル）イミダゾリジン−２−イミンのＧｉｂｂｓの自由エネルギーから平衡定数Ｋｓ、Ｋｇを求めた。
【００７５】
続いて、平衡定数Ｋｓ、Ｋｇ及びプロダクトイオンのピーク面積から上記式１におけるａ、ｂ及びＭ０を演算した。ＬＣ／ＭＳ装置で得られた１−（（６−クロロピリジン−３−イル）メチル）イミダゾリジン−２−イミンのピーク面積と、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置で得られたプロダクトイオンのピーク面積との比を、プリカーサーイオンのピーク面積に乗じて、測定対象物質の濃度とプロダクトイオンのピーク面積との間の検量線の勾配を求めた。
【００７６】
（結果）
量子化学計算として、解析対象物質のσ結合を回転させながら構造最適化計算を行った。その結果、すべての立体配座で計算結果が収束し、イミダクロプリドで６個、１−（（６−クロロピリジン−３−イル）メチル）イミダゾリジン−２−イミンで８個の立体配座が得られる等、１物質につき複数の最適立体配座が得られた。
【００７７】
得られた中性分子の立体配座のローンペアにプロトンを付加して構造最適化計算を行った。その結果、すべての立体配座で計算結果が収束した。得られた中性分子およびプロトン付加体に対して振動計算を行い、表１のようにエンタルピーおよびエントロピーを求め、Ｇｉｂｂｓの自由エネルギーを算出した。
【００７８】
【表１】
2016164552.tif 000004
【００７９】
ギブスの自由エネルギーが最も低かったイミダクロプリド及びイミダクロプリドのプロトン付加体の立体配座の例を、それぞれ図９のａ）及びｂ）に示す。
【００８０】
光照射によりイミダクロプリドから生成したＰＴＰＷｓを高分解能・高質量精度ＬＣ／ＭＳ装置を用いて探索した。探索により発見されたＰＴＰＷｓのうち、標準物質の市販が確認できない既知ＰＴＰＷｓ及び報告例が発見できない新規ＰＴＰＷｓを対象に、ＬＣカラムでのカラム保持時間及び付加イオンの種類を調査した。この際に用いたＬＣの条件と同一の条件でＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置のシステムを構築し、同一サンプルを測定した。その結果、これらのＰＴＰＷｓのコリジョンエネルギー、プロダクトイオンを定めることができ、プリカーサーイオンとプロダクトイオンとの組み合わせであるトランジションを定めることができた。
【００８１】
図１０は、推定した濃度と推定したピーク面積との関係及び実測した濃度と実測したピーク面積との関係を示す。本実施例により、標準物質を測定しなくても高精度で試料中の測定対象物質の濃度を推定できることが示された。
【００８２】
（実施例２：カラム保持時間とトランジションの決定）
殺虫剤ジノテフランの水溶液から生成させた未知ＰＴＰＷｓを対象として、以下のようにトランジションを定めた。
【００８３】
和光純薬工業社製の殺虫剤ジノテフラン標準品（残留農薬試験用）で、１ｍＭの水溶液を調整した。調整した水溶液に、ロングパスフィルタ（ＷＧ２９５）を通過したｘｅｎｏｎ  ｓｈｏｒｔ  ａｒｃ  ｌａｍｐ光を５２時間照射し、経時的にサンプルを採取した。その際の光強度は、５０．１〜５１．８Ｗ／ｍ２とした。
【００８４】
光照射したサンプルに含まれる未知ＰＴＰＷｓを高分解能・高質量精度ＬＣ／ＭＳ装置を用いて探索した。その際、ＬＣの固定相にＯＤＳカラムであるＬ−ｃｏｌｕｍｍ２  ＯＤＳ（２．１×７５ｍｍ、２μｍ）、移動相Ａに０．０５％（ｖ／ｖ）のギ酸を含む水、移動相Ｂに０．０５％（ｖ／ｖ）のギ酸を含むメタノールを用いた。分析は、ｉｓｏｃｒａｔｉｃ測定で実施され、２％Ｂ、総流速を０．４ｍＬ／分とした。分離された分析化学種が、設定質量分解能を１０万、イオン化方法をＥＳＩ法、イオン化モードを陽イオンモード、ロックマスをｍ／ｚ３９１．２８４２９（フタル酸ジイソオクチル）として探索された。
【００８５】
探索により発見された未知ＰＴＰＷｓのトランジションを、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置を用いて検討した。コリジョンガスには、アルゴンを用いた。固定相、移動相Ａ、移動相Ｂ及び分離条件は上記本実施例のＬＣ／ＭＳ装置による探索と同一にすることで、測定対象物質のカラム保持時間を、ＬＣ／ＭＳ装置での測定とＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置での測定とで一致するようにした。ＬＣ／ＭＳ装置による分析で、各測定対象物質の付加イオンの種類とカラム保持時間が特定されているため、これらの付加イオンのｍ／ｚとカラム保持時間に基づいてトランジションを決定した。
【００８６】
（結果）
光照射したサンプルに含まれる未知ＰＴＰＷｓをＬＣ／ＭＳ装置で探索した結果、数多くの未知ＰＴＰＷｓが発見された。発見された未知ＰＴＰＷｓのうち、［Ｍ＋Ｈ］＋＝２１９．１０８８、分子式Ｃ７Ｈ１４Ｎ４Ｏ４の物質に着目して以下の検討を行った。当該物質については、異性体がさらに３物質（以下、ＰＴＰＷａ〜ｄとする）発見された。光照射時間１６時間のサンプルを例として、発見されたＰＴＰＷａ〜ｄのＥＩＣを図１１に示す。ＰＴＰＷａ〜ｄのカラム保持時間は、それぞれ１．５１分、１．８２分、２．２８分、および２．６０分であった。
【００８７】
ＰＴＰＷａ〜ｄについて、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置を用いた測定においても、同一のｍ／ｚと同一のカラム保持時間でクロマトグラムピークが得られるか否かを検討した。検討は、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置を用いたＳＩＭ法により実施した。実験に用いる機器が異なると、配管の長さなどが異なるためにホールドアップ時間が異なり、同一物質を同一条件で測定してもカラム保持時間が異なる。このため、機器によるホールドアップ時間の違いを補正する必要がある。本実施例では、０．８分の補正を行った。補正を実施した結果、図１２に示すクロマトグラムが得られた。これにより、ＬＣ／ＭＳ装置を用いた測定とほぼ同じ結果が得られることが確認された。
【００８８】
ＰＴＰＷａ〜ｄ各々について、プリカーサーイオンのｍ／ｚとカラム保持時間が確認されたため、ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置を用いて、ＲＦレンズの電圧、コリジョンエネルギー（ＣＥ）、プロダクトイオンを検討し、ＳＲＭトランジションを定めた。定められたトランジションを表２に示す。なお、表２中の「ＲＴ」はカラム保持時間を示す。
【００８９】
【表２】
2016164552.tif 000005
【００９０】
決定したトランジションを用いて取得したＳＲＭクロマトグラムを図１３に示す。図１１及び図１２とほぼ同じカラム保持時間のクロマトグラムを得ることができた。
【００９１】
上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内およびそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、環境調査等における標準物質が入手困難な農薬の環境変化体等の濃度推定に有用である。
【符号の説明】
【００９３】
１  算出部
２  決定部
３  補正部
４  推定部
１０  ＬＣ／ＭＳ装置
１１、３１、６１、８１  ＬＣ部
１２  ＭＳ部
１３、３３  Ａ／Ｄ変換器
１４、３４、６２〜６５  移動相容器
１５、３５、６６〜６９  移送ポンプ
１６、３６、７２  インジェクタ
１７、３７、７３  カラム
１８、３８  ＥＳＩノズル
１９、３９  イオン化室
２０、４０、４４  イオン光学系
２１、４１  分析室
２２、４２、４５  四重極質量フィルタ
２３、４６  検出器
３０  ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置
３２  ＭＳ／ＭＳ部
４３  コリジョンセル
５０  データ解析装置
５１  コンピュータ
５２  操作部
５３  表示部
７０、７１  ミキサー
１００、２００  濃度推定システム
【図１】
2016164552.tif 000006
【図２】
2016164552.tif 000007
【図３】
2016164552.tif 000008
【図４】
2016164552.tif 000009
【図５】
2016164552.tif 000010
【図６】
2016164552.tif 000011
【図７】
2016164552.tif 000012
【図８】
2016164552.tif 000013
【図９】
2016164552.tif 000014
【図１０】
2016164552.tif 000015
【図１１】
2016164552.tif 000016
【図１２】
2016164552.tif 000017
【図１３】
2016164552.tif 000018