(57)【要約】【課題】試料に含まれる夾雑物が多い場合でも、SIM測定、MRM測定で得られたデータに基づいて定量する化合物の定性確認を精度よく行う。【解決手段】試料に対しGC-MS測定系１によりSIM測定を実行するとともに、同試料に対しGCxGC-MS測定系２でスキャン測定を行う。マスクロマトグラム作成部３５はSIM測定で得られたデータに基づき、目的化合物に対応するm/zにおけるマスクロマトグラムを作成し、２次元クロマトグラム作成部３７はスキャン測定で得られたデータに基づきTICによる２次元クロマトグラムを作成する。クロマトグラム時間軸調整部４０は、n-アルカンの保持指標を利用して、マスクロマトグラムの時間軸と２次元クロマトグラムの１次カラムの保持時間軸（横軸）とを合わせるように時間軸を調整し、クロマトグラム表示処理部４１は同じ時間軸に沿って両クロマトグラムを縦に並べて表示する。これにより、定量に用いたマスクロマトグラム上のピークが単一化合物由来か否か確認することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
a)目的試料に対しクロマトグラフ質量分析装置で選択イオンモニタリング（ＳＩＭ）測定又は多重反応モニタリング（ＭＲＭ）測定を行うことにより得られたデータに基づいて、特定の化合物に対応する質量電荷比におけるマスクロマトグラムを作成するマスクロマトグラム作成部と、
b)目的試料に対し包括的２次元クロマトグラフ質量分析装置でスキャン測定を行うことにより得られたデータに基づいて、１次元目のカラムにおける保持時間と２次元目のカラムにおける保持時間とを直交する二軸とした２次元クロマトグラムを作成する２次元クロマトグラム作成部と、
c)前記マスクロマトグラムの時間軸上と前記２次元クロマトグラムの１次元目のカラムの保持時間軸上とで同一化合物の出現時間が一致するように、その一方又は両方の時間軸を調整する時間軸調整部と、
d)前記時間軸調整部により時間軸が調整されたマスクロマトグラムと２次元クロマトグラムとを、表示部の画面上に時間軸を合わせて並べて表示するクロマトグラム表示処理部と、
を備えることを特徴とするクロマトグラフ質量分析データ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のクロマトグラフ質量分析データ処理装置であって、
前記時間軸調整部は、基準化合物を前記クロマトグラフ質量分析装置及び前記包括的２次元クロマトグラフ質量分析装置でそれぞれ測定した結果を利用して、前記マスクロマトグラムと前記２次元クロマトグラムとの一方又は両方の時間軸を調整することを特徴とするクロマトグラフ質量分析データ処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載のクロマトグラフ質量分析データ処理装置であって、
前記クロマトグラフ質量分析装置はガスクロマトグラフ質量分析装置、前記包括的２次元クロマトグラフ質量分析装置は包括的２次元ガスクロマトグラフ質量分析装置であり、前記基準化合物はｎ−アルカンであることを特徴とするクロマトグラフ質量分析データ処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のクロマトグラフ質量分析データ処理装置であって、
e)化合物情報に対応付けてマススペクトル情報が格納されているスペクトルライブラリと、
f)前記表示部の画面上に表示された２次元クロマトグラム上で分析者が任意のブロブを選択指示するための選択指示部と、
g)前記選択指示部により指示されたブロブが存在する時間位置に得られたスペクトルデータを取得し、該データに基づいて作成されたマススペクトルを前記スペクトルライブラリに格納されているマススペクトルと照合することにより、前記ブロブに対応する化合物情報を求めるライブラリ検索部と、
をさらに備えることを特徴とするクロマトグラフ質量分析データ処理装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のクロマトグラフ質量分析データ処理装置であって、
h)前記包括的２次元クロマトグラフ質量分析装置でスキャン測定を行うことにより得られたデータの中から、前記表示部の画面上に表示されているマスクロマトグラムと同じ質量電荷比又はＭＲＭトランジションのデータを取得し、該データに基づいて２次元マスクロマトグラムを作成する２次元マスクロマトグラム作成部をさらに備え、
前記クロマトグラム表示処理部は、前記２次元マスクロマトグラム作成部で作成された２次元マスクロマトグラムを、前記２次元クロマトグラムに代えて又は該２次元クロマトグラム及び前記マスクロマトグラムとともに表示部の画面上に表示することを特徴とするクロマトグラフ質量分析データ処理装置。
【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質量分析装置（ＧＣ−ＭＳ）や液体クロマトグラフ質量分析装置（ＬＣ−ＭＳ）などのクロマトグラフ質量分析装置により収集されたデータを処理するクロマトグラフ質量分析データ処理装置に関し、さらに詳しくは、クロマトグラフ質量分析装置を用いて試料中の化合物を定量する定量分析の際に好適なクロマトグラフ質量分析データ処理装置に関する。なお、本明細書において「質量分析装置」とは、三連四重極型質量分析装置などのＭＳ／ＭＳ分析が可能な質量分析装置を含むものとする。
【背景技術】
【０００２】
近年、試料に含まれる特定の化合物を定量するために、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）と四重極型質量分析装置とを組み合わせたガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＣ−ＭＳ）における選択イオンモニタリング（ＳＩＭ）測定や、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）と三連四重極型質量分析装置或いはＱ−ＴＯＦ型質量分析装置とを組み合わせたガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＣ−ＭＳ／ＭＳ）における多重反応モニタリング（ＭＲＭ）測定が頻用されている。特に、ＭＲＭ測定は、イオン選択性が高く検出感度も高い（fgオーダーである）ため、夾雑物が多い試料中の目的化合物の定量や、多数の化合物が含まれる試料における多成分一斉分析などに広く使用されている。
【０００３】
ガスクロマトグラフ質量分析装置においてＳＩＭ測定やＭＲＭ測定を行う際には、通常、分析者が、測定対象である化合物毎に、該化合物の保持時間に基づく測定時間範囲と該化合物由来のイオンの質量電荷比又はＭＲＭトランジション（プリカーサイオンとプロダクトイオンの質量電荷比の組み合わせ）とを事前に測定パラメータとして装置に設定する。すると、測定パラメータとして設定されている測定時間範囲に、該測定時間範囲に対応して設定されている質量電荷比又はＭＲＭトランジションをターゲットとする測定が実行され、該当イオンのイオン強度が検出される。
【０００４】
即ち、ＳＩＭ測定やＭＲＭ測定の際には、基本的に測定対象である目的化合物は既知である。しかしながら、場合によっては、分析者が予期しない夾雑物が、目的化合物と同じ測定時間範囲、同じ質量電荷比に検出されることもある。そのため、ＳＩＭ測定やＭＲＭ測定でターゲットとしている質量電荷比において検出されている化合物が真に目的化合物であるか否かを確認することが必要である。こうした目的のために、特許文献１に記載の装置では、ＳＩＭ測定やＭＲＭ測定と所定質量電荷比範囲に亘るスキャン測定とを短い時間で交互に実施するスキャン／ＳＩＭ同時測定、スキャン／ＭＲＭ同時測定が行えるようになっている。
【０００５】
スキャン／ＳＩＭ同時測定或いはスキャン／ＭＲＭ同時測定では、ＳＩＭ測定やＭＲＭ測定と実質的にほぼ同時に、スキャン測定によって所定の質量電荷比範囲に亘るマススペクトルを得ることができる。そのため、該マススペクトル上のピークパターンに基づくライブラリ検索を行うことによって、その保持時間付近に現れる化合物を同定することができる。これにより、ＳＩＭ測定やＭＲＭ測定でターゲットとしている質量電荷比が真に目的化合物にのみ由来するものであるか否かを確認する、つまりは目的化合物の定性確認を行うことができる。
【０００６】
ところが、スキャン測定では一つの種類のイオンを検出する時間が短いため、その検出感度はあまり高くない。特に、ＭＲＭ測定に比べるとスキャン測定の検出感度はかなり劣る。そのため、試料中の目的化合物の濃度が低い場合や夾雑物が多い場合には、マススペクトルにおいて夾雑物由来のピークや他のノイズピークの影響が相対的に大きくなり、ライブラリ検索を行っても化合物を精度良く同定するのは困難である。上述したように、ＭＲＭ測定は夾雑物が多い場合に使用されることが多いため、夾雑物の存在によって定性性能が低下する、スキャン／ＭＲＭ同時測定におけるスキャン測定では、測定対象である目的化合物の定性確認を確実に行うには不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２０５３２３号公報
【特許文献２】特開２０１３−６８４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、ＧＣ−ＭＳにおけるＳＩＭ測定やＭＲＭ測定は定量性に優れるものの、他の化合物由来のピークが重畳している等の定性情報は得られないため、別の方法によって、測定したイオンが真に目的化合物のみに由来するものであるか否かを確認する必要がある。スキャン／ＳＩＭ同時測定やスキャン／ＭＲＭ同時測定ではスキャン測定によって定性情報を得ることが可能であるものの、夾雑物が多い等の状況ではその定性性能は不十分である。
なお、ここまではＧＣ／ＭＳ分析について説明したが、ＧＣ／ＭＳ分析のみならずＬＣ／ＭＳ分析においても事情は全く同じである。
【０００９】
本発明はこうした課題を解決するために成されたものであり、その主たる目的は、ＧＣ−ＭＳやＬＣ−ＭＳなどのクロマトグラフ質量分析装置におけるＳＩＭ測定やＭＲＭ測定を用いた定量分析の際に、試料に含まれる夾雑物が多い場合、測定対象である化合物の数が多い場合、或いは目的化合物の濃度が低い場合であっても、目的化合物の定性確認を正確に行うことができるクロマトグラフ質量分析データ処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
試料に含まれる化合物が多い場合や保持時間が近い複数の化合物が存在する場合に化合物を高い分離能で以て分離する手法として、包括的２次元ＧＣ（「ＧＣ×ＧＣ」とも呼ばれる）が知られている（特許文献２参照）。
【００１１】
包括的２次元ＧＣは、試料中の複数の化合物を１次元目のカラム（以下「１次カラム」という）でまず分離し、その溶出成分をモジュレータに導入する。モジュレータは導入された成分を一定時間間隔（通常、数秒〜十数秒程度。この時間を通常「モジュレーション時間」という）毎に捕集した後にごく狭い時間バンド幅で離脱させ、２次元目のカラム（以下「２次カラム」という）に導入する、という操作を繰り返す。一般に、１次カラムでは、通常のＧＣと同程度の又はやや緩慢な溶出が行えるような分離条件で以て成分分離が行われる。これに対し、２次カラムとしては１次カラムとは異なる極性で且つ短く内径が小さいカラムが使用され、モジュレーション時間内に溶出が終了するような条件で以て成分分離が実施される。これにより、包括的２次元ＧＣでは、１次カラムで分離されずにピークが重なった複数の化合物を２次カラムで分離することができ、通常のＧＣに比べて分離性能が大幅に向上する。
【００１２】
こうしたことから、通常のＧＣではピークが重なってしまうような複雑な試料や夾雑物が多い試料でも、包括的２次元ＧＣによれば目的化合物を他の化合物と分離することで確実な定性が行える。そこで、本願発明者は、ＧＣ−ＭＳにおけるＳＩＭ測定やＭＲＭ測定を用いた定量分析において、目的化合物の定性確認のために包括的２次元ＧＣを利用することに想到した。ただし、その場合、次のような問題がある。
【００１３】
ＧＣ−ＭＳにおけるＳＩＭ測定やＭＲＭ測定による定量分析では、目的化合物由来の質量電荷比又はＭＲＭトランジションにおけるマスクロマトグラムが作成され、そのマスクロマトグラム上のピーク面積に基づいて定量値が算出される。一方、包括的２次元ＧＣや包括的２次元ＬＣでは、通常、横軸に１次カラムの保持時間、縦軸に２次カラムの保持時間をとり、信号強度を等高線やカラースケールで示した２次元クロマトグラムが作成される。１次カラムで十分に分離されなかった複数の化合物は、２次カラムの保持軸上つまり縦軸上で異なる位置に現れるから、横軸上の或る保持時間において縦軸上に複数のブロブ（２次元的なピーク）が存在するか否かを確認することで、１次カラムでは分離されない化合物が実は真に一つの化合物であるのか或いは複数の化合物であるのかを判別することができる。したがって、上記マスクロマトグラムの時間軸と２次元クロマトグラムの１次カラムの時間軸（横軸）とが一致していれば、マスクロマトグラム上で観測されるピークが一つの化合物由来であるか複数の化合物が重なったものであるのか否かを２次元クロマトグラムから判断することができる。
【００１４】
しかしながら、多くの場合、ＧＣ−ＭＳで使用されるカラムと包括的２次元ＧＣの１次カラムとは同種の又は類似したカラムであるものの、通常、ＧＣ−ＭＳと包括的２次元ＧＣとでは同一化合物の保持時間は同一にはならない。その理由は、昇温時間などの分離条件を合わせることが難しいためである。具体的には、包括的２次元ＧＣ分析では、１次カラムにおけるピーク幅を広げ、データサンプリング点数を十分に確保するために、通常のＧＣ／ＭＳ（又はＧＣ／ＭＳ／ＭＳ）分析における昇温速度（例えば10℃／min）と比べて昇温速度をかなり緩慢（例えば３℃／min）にするのが一般的である。そのため、包括的２次元ＧＣ分析における保持時間はＧＣ／ＭＳ（又はＧＣ／ＭＳ／ＭＳ）分析における保持時間よりもかなり遅くなる。その結果、ＧＣ−ＭＳによるマスクロマトグラムの時間軸と包括的２次元ＧＣによる２次元クロマトグラムの１次カラムの時間軸とは一致しない。
【００１５】
こうした課題を解決するために、本発明に係るクロマトグラフ質量分析データ処理装置は、
a)目的試料に対しクロマトグラフ質量分析装置で選択イオンモニタリング（ＳＩＭ）測定又は多重反応モニタリング（ＭＲＭ）測定を行うことにより得られたデータに基づいて、特定の化合物に対応する質量電荷比又はＭＲＭトランジションにおけるマスクロマトグラムを作成するマスクロマトグラム作成部と、
b)目的試料に対し包括的２次元クロマトグラフ質量分析装置でスキャン測定を行うことにより得られたデータに基づいて、１次元目のカラムにおける保持時間と２次元目のカラムにおける保持時間とを直交する二軸とした２次元クロマトグラムを作成する２次元クロマトグラム作成部と、
c)前記マスクロマトグラムの時間軸上と前記２次元クロマトグラムの１次元目のカラムの保持時間軸上とで同一化合物の出現時間が一致するように、その一方又は両方の時間軸を調整する時間軸調整部と、
d)前記時間軸調整部により時間軸が調整されたマスクロマトグラムと２次元クロマトグラムとを、表示部の画面上に時間軸を合わせて並べて表示するクロマトグラム表示処理部と、
を備えることを特徴としている。
【００１６】
ここで、クロマトグラフ質量分析装置はガスクロマトグラフ質量分析装置又は液体クロマトグラフ質量分析装置であり、質量分析装置はＭＳ／ＭＳ分析が可能な質量分析装置を含む。また、包括的２次元クロマトグラフ質量分析装置は、包括的２次元ガスクロマトグラフ質量分析装置又は包括的２次元液体クロマトグラフ質量分析装置である。
【００１７】
本発明に係るクロマトグラフ質量分析データ処理装置において、時間軸調整部は、基準化合物を前記クロマトグラフ質量分析装置及び前記包括的２次元クロマトグラフ質量分析装置でそれぞれ測定した結果を利用して、前記マスクロマトグラムと前記２次元クロマトグラムとの一方又は両方の時間軸を調整する構成とすることができる。
クロマトグラフ質量分析装置がガスクロマトグラフ質量分析装置、包括的２次元クロマトグラフ質量分析装置が包括的２次元ガスクロマトグラフ質量分析装置である場合に、基準化合物としては保持指標（Retention Index）が知られているｎ−アルカンを用いるとよい。
【００１８】
クロマトグラム表示処理部は、時間軸調整部により時間軸が調整されたマスクロマトグラムと２次元クロマトグラムとを、表示部の画面上に横軸つまりは時間軸を合わせて縦方向に並べて描出する。このような表示においては、同じ横軸上でマスクロマトグラムにおけるピークと２次元クロマトグラムにおけるブロブとの対応付けが可能となる。したがって、分析者はこの表示画面を見て、マスクロマトグラム上で観測される目的化合物由来のピークと同じ横軸上の位置に、２次元クロマトグラム上でブロブが幾つ存在するのかを確認することによって、目的化合物由来のピークが真に目的化合物のみに由来するものか否か（他の夾雑物が重なっているか）を簡便に且つ視覚的に判定することができる。
【００１９】
また本発明に係るクロマトグラフ質量分析データ処理装置における第１の態様は、
e)化合物情報に対応付けてマススペクトル情報が格納されているスペクトルライブラリと、
f)前記表示部の画面上に表示された２次元クロマトグラム上で分析者が任意のブロブを選択指示するための選択指示部と、
g)前記選択指示部により指示されたブロブが存在する時間位置に得られたスペクトルデータを取得し、該データに基づいて作成されたマススペクトルを前記スペクトルライブラリに格納されているマススペクトルと照合することにより、前記ブロブに対応する化合物情報を求めるライブラリ検索部と、
をさらに備える構成とするとよい。
【００２０】
例えば、マスクロマトグラム上で観測される目的化合物由来のピークと同じ横軸上の位置に、２次元クロマトグラム上でブロブが一つのみ観測される場合、分析者はこのブロブを選択指示部により選択指示する。すると、ライブラリ検索部は、包括的２次元クロマトグラフ質量分析装置でスキャン測定を行うことにより得られたデータの中から、指示されたブロブが存在する時間位置に得られたスペクトルデータを抽出し、該データに基づいて作成されたマススペクトルをスペクトルライブラリに格納されているマススペクトルと照合することで、該ブロブに対応する化合物名称などの化合物情報を求める。そして、その化合物情報を表示部の画面上に表示する。分析者はこの結果から、マスクロマトグラム上のピークの面積等から求めた定量結果が確かに目的化合物の結果であるか否かを確認することができる。
【００２１】
また本発明に係るクロマトグラフ質量分析データ処理装置における第２の態様は、
h)前記包括的２次元クロマトグラフ質量分析装置でスキャン測定を行うことにより得られたデータの中から、前記表示部の画面上に表示されているマスクロマトグラムと同じ質量電荷比又はＭＲＭトランジションのデータを取得し、該データに基づいて２次元マスクロマトグラムを作成する２次元マスクロマトグラム作成部をさらに備え、
前記クロマトグラム表示処理部は、前記２次元マスクロマトグラム作成部で作成された２次元マスクロマトグラムを、前記２次元クロマトグラムに代えて又は該２次元クロマトグラム及び前記マスクロマトグラムとともに表示部の画面上に表示する構成とするとよい。
【００２２】
この構成によれば、マスクロマトグラム上で観測される目的化合物由来のピークと同じ横軸上の位置に、２次元マスクロマトグラム上でブロブが一つしか存在しなければ、該ピークは真に目的化合物のみに由来するものであると、より確実に判断することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るクロマトグラフ質量分析データ処理装置によれば、ＳＩＭ測定やＭＲＭ測定により得られたデータに基づいて定量した化合物の定性確認を、同じ試料を包括的２次元クロマトグラフ質量分析装置で測定した結果を利用して高い精度で以て行うことができる。包括的２次元クロマトグラフは高い分離性能を有するため、試料に含まれる夾雑物が多い場合、試料中の多数の化合物についての多成分一斉分析を行う場合、さらには、試料中の目的化合物の濃度が低い場合であっても、定量した目的化合物由来のピークに他の化合物の重なりがないか否かを精度良く判定することができ、それによって誤った定量を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るクロマトグラフ質量分析データ処理装置を備えたＧＣ−ＭＳシステムの一実施例の概略構成図。
【図２】本実施例のＧＣ−ＭＳシステムにおける特徴的なデータ処理動作を示すフローチャート。
【図３】本実施例のＧＣ−ＭＳシステムにおけるクロマトグラム表示の一例を示す図。
【図４】本実施例のＧＣ−ＭＳシステムにおけるクロマトグラム表示の他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係るクロマトグラフ質量分析データ処理装置を用いたＧＣ−ＭＳシステムの一実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は本実施例によるＧＣ−ＭＳシステムの概略構成図である。
本実施例のＧＣ−ＭＳシステムは、試料に対し測定を実行するために、ＧＣ−ＭＳ測定系１とＧＣ×ＧＣ−ＭＳ測定系２という二つの測定系を有する。
【００２６】
ＧＣ−ＭＳ測定系１は、カラム１１２、及び該カラム１１２に試料ガスを導入する試料気化室などを含む試料導入部１１１から成るＧＣ部１１と、四重極型質量分析装置などである質量分析装置（ＭＳ部）１２と、を備える。ＭＳ部１２は、三連四重極型質量分析装置や該質量分析装置の後段の四重極マスフィルタを飛行時間型質量分析器に置き換えたＱ−ＴＯＦ型質量分析装置などのＭＳ／ＭＳ分析が可能な質量分析装置でもよい。
【００２７】
ＧＣ×ＧＣ−ＭＳ測定系２は、１次カラム２１２、該１次カラム２１２に試料ガスを導入する試料気化室などを含む試料導入部２１１、１次カラム２１２から溶出する成分（化合物）を一定時間（モジュレーション時間）間隔で捕集し時間的に圧縮して送り出すモジュレータ２１３、及び、１次カラム２１２とは異なる分離特性を有する高速分離可能な２次カラム２１４、を含むＧＣ×ＧＣ部２１と、四重極型質量分析装置などである質量分析装置（ＭＳ部）２２と、を備える。このＭＳ部２２もＭＳ／ＭＳ分析が可能な質量分析装置を用いることができる。
【００２８】
二つの測定系１、２でそれぞれ得られた測定データはいずれも制御・処理部３に入力され、制御・処理部３において後述するようなデータ処理が実行される。
この制御・処理部３は、機能ブロックとして、測定パラメータ設定部３１と、分析制御部３２と、ＧＣ−ＭＳ測定系１から時間経過に従い順次出力されたデータを収集して記憶するＧＣ−ＭＳ測定データ記憶部３３と、ＧＣ×ＧＣ−ＭＳ測定系２から時間経過に従い順次出力されたデータを収集して記憶するＧＣ×ＧＣ−ＭＳ測定データ記憶部３４と、ＧＣ−ＭＳ測定データ記憶部３３に格納されているデータに基づいてマスクロマトグラムを作成するマスクロマトグラム作成部３５と、該マスクロマトグラムにおいてピークを検出するピーク検出部３６と、ＧＣ×ＧＣ−ＭＳ測定データ記憶部３４に格納されているデータに基づいて２次元クロマトグラム（トータルイオンクロマトグラム）を作成する２次元クロマトグラム作成部３７と、該２次元クロマトグラムにおいてブロブを検出するブロブ検出部３８と、ピーク検出部３６で検出されたピークの面積等に基づいて定量演算を行う定量演算部３９と、マスクロマトグラムと２次元クロマトグラムとの時間軸を調整するクロマトグラム時間軸調整部４０と、時間軸が調整されたマスクロマトグラム及び２次元クロマトグラムを表示部６の画面上に表示するクロマトグラム表示処理部４１と、表示された２次元クロマトグラム上で任意のブロブの指定を受け付ける特定部位指定処理部４２と、化合物情報に対応してマススペクトル情報が収録されているスペクトルライブラリ４４と、スペクトルライブラリ４４を用いた検索を行うことにより化合物を同定するライブラリ検索部４３と、特定の質量電荷比における２次元マスクロマトグラムを作成する２次元マスクロマトグラム作成部４５と、を備える。この制御・処理部３にはユーザインターフェイスとして、分析者が操作する入力部５と、分析者に分析結果等を提示する表示部６と、が接続されている。
【００２９】
なお、制御・処理部３は、通常、パーソナルコンピュータ（又はより高性能なワークステーション）をハードウエア資源とし、該コンピュータに予めインストールされた専用の制御・処理用ソフトウエアを該コンピュータで実行することにより、その各機能ブロックが具現化される構成である。
【００３０】
本実施例のＧＣ−ＭＳシステムにおいて、試料に含まれる（含まれると推定される）既知の化合物の定量を行う場合の特徴的な作業及び処理動作を、図２に示すフローチャートを参照して説明する。
測定パラメータ設定部３１は、ＧＣ−ＭＳ測定系１での測定パラメータを入力するための設定画面を表示部６の画面上に表示し、分析者はこれを見ながら入力部５より、測定対象化合物の測定時間範囲と該測定時間範囲におけるＳＩＭ測定のターゲットである質量電荷比、ＧＣ部１１での分離条件などの測定パラメータを入力する。また、測定パラメータ設定部３１は、ＧＣ×ＧＣ−ＭＳ測定系２での測定パラメータを入力するための設定画面を表示部６の画面上に表示し、分析者はこれを見ながら入力部５より、スキャン測定の質量電荷比範囲、ＧＣ×ＧＣ部２１での分離条件などの測定パラメータを入力し、そのうえで測定開始を指示する。
【００３１】
この指示を受けて分析制御部３２は、ＧＣ−ＭＳ測定系１の各部を動作させ、試料に対する測定を実行する（ステップＳ１）。即ち、ＧＣ部１１において、試料導入部１１１は略一定流量で送給されるキャリアガス中に試料を導入する。該試料に含まれる各種化合物はカラム１１２を通過する間に時間的に分離されＭＳ部１２に導入される。ＭＳ部１２では、設定されている測定時間範囲に所定の質量電荷比を有するイオンのみを選択的に検出する。ＭＳ部１２による検出信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器により所定のサンプリング周期でデジタルデータに変換されて制御・処理部３に入力され、ＧＣ／ＭＳ測定データ記憶部３３に順次格納される。
【００３２】
一方、分析制御部３２は、ＧＣ×ＧＣ−ＭＳ測定系２の各部を動作させ、ＧＣ−ＭＳ測定系１による測定対象と同じ試料に対する測定を実行する（ステップＳ２）。即ち、ＧＣ×ＧＣ部２１において、試料導入部２１１は略一定流量で送給されるキャリアガス中に試料を導入する。該試料に含まれる各種化合物は１次カラム２１２を通過する間に時間的に或る程度分離される。モジュレータ２１３はモジュレーション時間の間、１次カラム２１２から溶出してくる化合物を全て捕集し、時間圧縮してきわめて狭いバンド幅で２次カラム２１４に送り込む、という操作を繰り返す。モジュレーション時間毎に送り込まれた複数の化合物は２次カラム２１４を通過する際に高い分解能で以て時間方向に分離されて溶出し、溶出した順にＭＳ部２２に導入される。ＭＳ部２２は２次カラム２１４から一つの化合物が溶出している時間幅よりも短いインターバル間隔でスキャン測定を行い、全ての化合物を漏れなく検出する。ＭＳ部２２による検出信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器により所定のサンプリング周期でデジタルデータに変換されて制御・処理部３に入力され、ＧＣ×ＧＣ−ＭＳ測定データ記憶部３４に順次格納される。なお、この測定はＧＣ−ＭＳ測定系１による測定と並行して行うことができるが、必ずしも並行して行わなくてもよい。
【００３３】
測定が終了し、測定データ記憶部３３、３４にそれぞれ測定データが格納されている状態で目的化合物の定量解析の実行が指示されると、マスクロマトグラム作成部３５はＧＣ−ＭＳ測定データ記憶部３３に格納されているデータに基づいて、目的化合物由来の特定の質量電荷比（m/z＝Ｍ1）におけるマスクロマトグラムを作成する（ステップＳ３）。ピーク検出部３６はマスクロマトグラム上で該目的化合物の保持時間付近のピークを検出し、ピーク面積を計算して該ピーク面積に基づいて定量値を算出する（ステップＳ４）。
【００３４】
一方、２次元クロマトグラム作成部３７はＧＣ×ＧＣ−ＭＳ測定データ記憶部３４に格納されているデータに基づいて、横軸が１次カラム２１２の保持時間、縦軸が２次カラム２１４の保持時間であって、信号強度がカラースケールやグレイスケールで示された２次元クロマトグラムを作成する（ステップＳ５）。ここで作成される２次元クロマトグラムは従来の包括的２次元ＧＣで得られる２次元クロマトグラムと変わらない。
【００３５】
通常、ＧＣ−ＭＳ測定系１のＧＣ部１１における昇温速度などの分離条件は該ＧＣ部１１での成分分離が最適になるように決められ、ＧＣ×ＧＣ−ＭＳ測定系２のＧＣ×ＧＣ部２１における昇温速度などの分離条件は１次カラム２１２、２次カラム２１４の二つを通した成分分離が最適になるように決められる。そのため、上述したように、それらの分離条件、特に昇温速度は互いに異なり、これが同一化合物についての保持時間の相違をもたらす。そこでクロマトグラム時間軸調整部４０は、上記マスクロマトグラムと２次元クロマトグラムとの間で、同一化合物の保持時間の相違を補正して時間軸を合わせるような処理を実行する（ステップＳ６）。
【００３６】
具体的には以下のようにしてマスクロマトグラム及び２次元クロマトグラムの時間軸を調整する。ＧＣ部１１におけるカラム１１２とＧＣ×ＧＣ部２１における１次カラム２１２が同じ種類又は類似した種類のものであれば、保持指標を利用して時間軸を合わせることができる。そこでここでは、ＧＣ分析において時間軸の調整にしばしば利用されるｎ−アルカンの保持指標を利用する。即ち、上述した、同じ試料に対するＧＣ−ＭＳ測定系１とＧＣ×ＧＣ−ＭＳ測定系２によるそれぞれの測定の際に、ｎ−アルカンも併せて測定しておく。そして、その測定結果から測定系１、２における保持時間をそれぞれ求め、ｎ−アルカンの既知の保持指標を利用して、マスクロマトグラムの横軸（時間軸）を保持指標ベースに変換するとともに、２次元クロマトグラムの横軸（１次カラムの保持時間軸）も保持指標ベースに変換する。つまり、マスクロマトグラム、２次クロマトグラム共に、世横軸は同一の保持指標ベース、言い換えれば保持指標で規格化された時間軸になり、両者の対応付けが可能となる。
なお、マスクロマトグラムではｎ−アルカン由来のピークの重心位置を該化合物の保持時間とすればよい。また、２次元クロマトグラムでは、ｎ−アルカン由来のブロブの重心位置を該化合物の保持時間と考え、ブロブの保持時間＝ブロブの１次カラムの保持時間＋ブロブの２次カラムの保持時間とみなして、横軸上の保持時間を求めればよい。
【００３７】
こうしてマスクロマトグラムと２次元クロマトグラムとで横軸が揃うから、クロマトグラム表示処理部４１は、横軸を共通としてマスクロマトグラムと２次元クロマトグラムを縦に並べた画像を作成し、これを表示部６の画面上に表示する（ステップＳ７）。
【００３８】
図３は、ＧＣ×ＧＣ−ＭＳ測定系２においてm/z＝40〜510のスキャン測定を行って得られた２次元クロマトグラムと、ＧＣ−ＭＳ測定系１においてm/z＝65をターゲットとするＳＩＭ測定で得られたマスクロマトグラムとを並べて表示した一例である。両クロマトグラムの横軸は保持指標で規格化されている。
下のマスクロマトグラムのピークは定量に利用され、該ピークと同じ横軸上の位置で、上の２次元クロマトグラム上で観測されるブロブは該ピークに含まれる化合物の定性情報を示している。したがって、横軸上の或る位置で縦方向に複数のブロブが観測される場合には、同じ時間にその複数のブロブにそれぞれ対応する複数の化合物が混じっていることを意味している。これによって、マスクロマトグラム上で定量分析に用いたピークが単一の化合物に由来するものであるのか、或いは、複数の化合物に由来する、つまりは別の化合物や夾雑物が重なっているのか、を判定することができる。
【００３９】
ただし、マスクロマトグラム上で定量分析に用いたピークが単一の化合物に由来するものであることが確認できたとしても、必ずしもその化合物が目的化合物であるとは限らない。そこで、本ＧＣ−ＭＳシステムでは以下のような手順によって、任意の化合物を同定することができる。
【００４０】
即ち、上述のようにして表示部６の画面上に表示されている２次元クロマトグラム上で、分析者は着目するブロブを入力部５により指示する。例えばマウス等のポインティングデバイスでブロブをクリック操作すればよい（ステップＳ８）。特定部位指定処理部４２はこの指示を受けて、指示されたブロブの保持時間を認識し、ＧＣ×ＧＣ−ＭＳ測定データ記憶部３４からその保持時間に得られたマススペクトルデータを読み出しマススペクトルを作成する（ステップＳ９）。ライブラリ検索部４３はそのマススペクトルのピークパターンをスペクトルライブラリ４４に収録されているマススペクトルのピークパターンと照合し、類似性の高いマススペクトルを持つ化合物を探索する（ステップＳ１０）。そして、何らかの化合物が同定できたならば、その同定結果を表示部６の画面上、例えば指示されたブロブに近い位置に同定された化合物名称を表示する（ステップＳ１１）。
【００４１】
これによって、分析者は定量演算に用いられたピークに対応する化合物が確かに目的化合物であるか否かを確認することができる。また、定量演算に用いられたピークに目的化合物以外の化合物が混じっている可能性がある場合に、その混じっている化合物が何であるのかも確認することができる。
【００４２】
また、図３に例示したような表示では、定量演算に用いられたピークに目的化合物以外の化合物が混じっている可能性を確認することはできるものの、２次元クロマトグラムはトータルイオンクロマトグラムであるため、質量電荷比が同じであるために互いに区別できない化合物であるか、或いは質量電荷比が異なるために区別が可能である化合物であるのかは確認できない。そこで本実施例のＧＣ−ＭＳシステムでは、以下のような手順によって、より的確な定性確認が可能である。
【００４３】
分析者が入力部５から２次元マスクロマトグラム作成の指示を行うと（ステップＳ１２）、この指示を受けて２次元マスクロマトグラム作成部４５は、そのときに表示されているマスクロマトグラムの質量電荷比（m/z＝Ｍ1）に対応したデータをＧＣ×ＧＣ−ＭＳ測定データ記憶部３４から抽出する。そして、上記ステップＳ６における時間軸調整がなされた２次元マスクロマトグラムを作成する（ステップＳ１３）。この２次元マスクロマトグラムは、横軸及び縦軸は、表示部６の画面上に表示されているトータルイオンクロマトグラムである２次元クロマトグラムと同じであり、信号強度が特定の質量電荷比（m/z＝Ｍ1）における信号強度である点が相違する。クロマトグラム表示処理部４１は、そのときに表示されている２次元クロマトグラムに代えて上記２次元マスクロマトグラムを表示する（ステップＳ１４）。或いは、マスクロマトグラム、２次元クロマトグラムに加えてさらに上記２次元マスクロマトグラムを表示するようにしてもよい。
【００４４】
図４は、図３における２次元クロマトグラムに代えて、m/z＝65の２次元マスクロマトグラムを表示した例である。
２次元マスクロマトグラムはＳＩＭ測定によるマスクロマトグラムをさらに縦方向に成分展開したグラフになっている。この２次元マスクロマトグラムから、マスクロマトグラム上におけるピークＡは二つの化合物が混じったものであり、ピークＣは三つの化合物が混じったものであって、それらは純粋な単一化合物由来のピークでないことが分かる。一方、ピークＢは一つの化合物に由来するものであるから、このピークＢを利用した定量は信頼性が高いことが分かる。
【００４５】
もちろん、２次元クロマトグラム上でなく、この２次元マスクロマトグラム上で任意のブロブを指定して、該ブロブに対応したマススペクトルを利用したライブラリ検索を行い、化合物同定を行えるようにしてもよい。
【００４６】
以上のようにして、本実施例のＧＣ−ＭＳシステムでは、目的化合物の定量に利用したマスクロマトグラム上のピークが単一化合物由来のものであるか否かを分析者が簡便に且つ高い精度で確認することができる。それによって、夾雑物等が重なっているピークを使用した誤った定量を回避することができる。
【００４７】
上記実施例では、ＧＣ−ＭＳ測定系１におけるＭＳ部２２でＳＩＭ測定を実施していたが、該ＭＳ部２２がＭＳ／ＭＳ分析が可能な質量分析装置である場合には、定量性を高めるためにＳＩＭ測定でなくＭＲＭ測定を実施するほうが好ましい。その場合には、特定の質量電荷比におけるマスクロマトグラムの代わりに、特定のＭＲＭトランジションにおけるマスクロマトグラムを作成して表示すればよい。
【００４８】
また、上記実施例は本発明をＧＣ−ＭＳ／ＭＳシステムに適用したものであるが、本発明をＬＣ−ＭＳシステムに適用可能であることは明らかである。その場合には、ｎ−アルカンではなく別の基準化合物を測定し、その基準化合物の保持時間を基準として時間軸調整を行えばよい。
【００４９】
さらにまた、上記実施例や変形例は本発明の一例にすぎず、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】
【００５０】
１…ＧＣ−ＭＳ測定系
１１…ＧＣ部
１１１…試料導入部
１１２…カラム
１２…ＭＳ部
２…ＧＣ×ＧＣ−ＭＳ測定系
２１…ＧＣ×ＧＣ部
２１１…試料導入部
２１２…１次カラム
２１３…モジュレータ
２１４…２次カラム
２２…ＭＳ部
３…制御・処理部
３１…測定パラメータ設定部
３２…分析制御部
３３…ＧＣ−ＭＳ測定データ記憶部
３４…ＧＣ×ＧＣ−ＭＳ測定データ記憶部
３５…マスクロマトグラム作成部
３６…ピーク検出部
３７…２次元クロマトグラム作成部
３８…ブロブ検出部
３９…定量演算部
４０…クロマトグラム時間軸調整部
４１…クロマトグラム表示処理部
４２…特定部位指定処理部
４３…ライブラリ検索部
４４…スペクトルライブラリ
４５…２次元マスクロマトグラム作成部
５…入力部
６…表示部
【図１】
2017161442.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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