CN101529239B - 测定物质定量方法 - Google Patents

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Abstract

一种对测定物质进行定量的测定物质定量方法，其特征在于，该测定物质定量方法包括以下步骤：存储登记有相对检量线的数据库的数据库存储步骤；通过测定已知浓度的内部标准物质来获得内部标准物质的质谱的内部标准物质测定步骤；根据内部标准物质的质谱来生成色谱图，并计算内部标准物质的峰值面积或高度的绝对值计算步骤；通过对测定物质进行测定来获得测定物质的质谱的测定物质测定步骤；根据测定物质的质谱来生成色谱图，并计算测定物质的峰值面积或高度的测定值计算步骤；以及根据相对检量线、内部标准物质的峰值面积或高度和测定物质的峰值面积或高度，计算测定物质的浓度的测定物质浓度计算步骤。

Description

测定物质定量方法
技术领域
本发明涉及测定物质定量方法，尤其涉及用色谱质量分析装置对测定物质进行定量的测定物质定量方法。
背景技术
气相色谱质量分析装置(GC/MS)由气相色谱分析装置和质量分析装置构成。由此，首先通过气相色谱分析装置(GC)，在时间轴上分离分析对象物质(sample：样本)中所包含的各测定物质。接着，通过质量分析装置(MS)对在时间轴上分离的各测定物质进行测定，由此按照质量数对测定物质进行分离后再检测。通过按照较短的时间间隔反复进行该测定，来生成多个以横轴为质量数、纵轴为离子强度的质谱。另外，通过在多个质谱的每个中关注某一质量数的峰值，并将被关注的峰值在时间轴方向上排列，来生成质量色谱图。此外，还通过对1个质谱中出现的所有峰值进行累计，并将其在时间轴方向上排列，来生成总离子色谱图。
此外，根据在这样的质量色谱图和总离子色谱图中出现的峰值的面积或高度，来进行该测定物质的定量。此时，为了进行定量，预先向GC/MS导入已知浓度的标准物质，其测定结果利用了根据已取得的峰值面积或高度与浓度之间的关系而生成的检量线。
但是，必需在一定的测定条件下测定标准物质，并分别在GC/MS的每个装置中都生成检量线。因此，公开了不依赖于所使用的GC/MS、就能够对测定物质进行定量的GC/MS中的通用多成分同时辨识/定量方法(例如，参照专利文献1)。在这种通用多成分同时辨识/定量方法中，包括以下步骤：存储登记有相对检量线(参照图3)的数据库的数据库存储步骤，所述相对检量线表示标准物质和内部标准物质的色谱图的峰值面积比与标准物质和内部标准物质的浓度比之间的关系；通过同时测定已知浓度的内部标准物质和测定物质，来获得内部标准物质和测定物质的质谱的测定步骤；根据预定浓度的内部标准物质的质谱和测定物质的质谱来生成色谱图，并计算测定物质和内部标准物质的峰值面积比的计算步骤；以及根据相对检量线，计算测定物质的浓度的测定物质浓度计算步骤。
根据这种测定物质定量方法，可通过测定物质和同时测定的内部标准物质之间的峰值面积比，采用相对检量线来计算测定物质的浓度，因此不需要预先在所使用的每个GC/MS中，按照一定的测定条件来测定标准物质，并生成检量线。
此外，作为内部标准物质是对GC/MS的响应与测定物质类似、且能够与测定物质分离测定的物质，该内部标准物质可从稳定性同位素化合物和化学物理性质类似的化合物中选择。例如，列举了将氢原子置换为重氢原子后的重氢物质(D物质)等。
此外，作为标准物质例如列举了PCB等环境污染物质、食品中残留农药或滥用药物等化学物质之类。
专利文献1：日本特开2003-139755号公报
但是，根据上述的测定物质定量方法，在进行多个样本的测定时，必须针对各样本准备内部标准物质，必须准备大量的内部标准物质，并且针对各样本添加内部标准物质是比较麻烦的。
此外，内部标准物质一般价格昂贵，并且根据种类而有可能难以获得，从而存在难以利用上述定量方法的情况。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种在进行多个样本的测定时，能够减少使用内部标准物质的量和机会的测定物质定量方法。
为了解决上述课题而完成的本发明的测定物质定量方法，是通过色谱质量分析装置对测定物质进行定量的测定物质定量方法，该测定物质定量方法包括以下步骤：数据库存储步骤，存储登记有相对检量线的数据库，所述相对检量线表示标准物质和登记物质的色谱图的峰值面积比或高度比与标准物质和登记物质的浓度比之间的关系；内部标准物质测定步骤，通过测定已知浓度的内部标准物质，来获得内部标准物质的质谱，其中，所述登记物质和内部标准物质使用相同的物质，或者所述登记物质是将氢原子置换为重氢原子后的重氢物质、且所述内部标准物质是未将氢原子置换为重氢原子的物质；绝对值计算步骤，根据内部标准物质的质谱来生成色谱图，并计算内部标准物质的峰值面积或高度；测定物质测定步骤，通过对未知浓度的测定物质进行测定，获得测定物质的质谱；测定值计算步骤，根据测定物质的质谱来生成色谱图，并计算测定物质的峰值面积或高度；以及测定物质浓度计算步骤，根据相对检量线以及内部标准物质的峰值面积或高度来生成表示峰值面积或高度与浓度之间的关系的绝对检量线，由此计算测定物质的浓度。
根据本发明的测定物质定量方法，首先，存储表示标准物质和登记物质的色谱图的峰值面积比或高度比与标准物质和登记物质的浓度比之间的关系的相对检量线。接着，在所使用的GC/MS中，通过在一定的测定条件下仅测定已知浓度的内部标准物质，来计算所使用的GC/MS中的内部标准物质的峰值面积或高度。此时，例如登记物质和内部标准物质使用相同的物质。之后，利用GC/MS在不添加内部标准物质的样本中对测定物质进行测定，从而计算出测定物质的峰值面积或高度。由此，能够根据相对检量线、内部标准物质的峰值面积或高度以及测定物质的峰值面积或高度，来计算测定物质的浓度。因此，使用内部标准物质的量和机会不是在每个样本中都有，而是1次或很少的几次。即，能够减少使用内部标准物质的量和机会。
此外，因为减少了使用内部标准物质的量和机会，所以在内部标准物质给人体带来不良影响的情况下，可减轻该影响。
(用于解决其他课题的手段和效果)
此外，本发明的测定物质定量方法可以为，所述登记物质是将氢原子置换为重氢原子的重氢，并且所述内部标准物质是没有将氢原子置换为重氢原子的物质。
为了解决上述课题而作出的本发明的测定物质定量方法通过色谱质量分析装置对测定物质进行定量，该测定物质定量方法包括以下步骤：数据库存储步骤，存储登记有相对检量线的数据库，所述相对检量线表示标准物质和登记物质的色谱图的峰值面积比或高度比与标准物质和登记物质的浓度比之间的关系；内部标准物质测定步骤，通过测定已知浓度的内部标准物质，来获得内部标准物质的质谱，其中，所述登记物质和内部标准物质使用相同的物质，或者所述登记物质是将氢原子置换为重氢原子后的重氢物质、且所述内部标准物质是未将氢原子置换为重氢原子的物质；绝对值计算步骤，根据内部标准物质的质谱来生成色谱图，并计算内部标准物质的峰值面积或高度；测定物质测定步骤，通过在不添加内部标准物质的情况下对未知浓度的测定物质进行测定，来获得测定物质的质谱；测定值计算步骤，根据测定物质的质谱来生成色谱图，并计算测定物质的峰值面积或高度；以及测定物质浓度计算步骤，根据相对检量线、内部标准物质的峰值面积或高度、和测定物质的峰值面积或高度来计算测定物质的浓度。
根据本发明的测定物质定量方法，不在样本中添加内部标准物质，就能够对测定物质进行测定，因此作为内部标准物质不需要使用可与测定物质分离测定的物质。即，不需要使用昂贵的重氢(D体)。
附图说明
图1是利用了本发明的测定物质定量方法的GC/MS装置的结构图。
图2是根据内部标准物的质谱而生成的总离子色谱图。
图3是表示标准物质和内部标准物质的色谱的峰值面积比与标准物质和内部标准物质的浓度比之间的关系的相对检量线。
图4是表示峰值面积或高度与浓度之间的关系的绝对检量线。
图5是表示绝对检量线生成方法的顺序的流程图。
图6是表示定量方法的顺序的流程图。
标号说明
1：气相色谱分析装置(GC)；5：质量分析装置(MS)；11：CPU(数据处理装置)；12：存储器(外部存储装置)；20：计算机；21：测定部；22：面积计算部；23：绝对检量线生成部；24：测定物质计算部；100：气相色谱质量分析装置
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。此外，本发明不限于以下的实施方式，显然在不脱离本发明主旨的范围内可包括各种方式。
图1是利用了本发明的测定物质定量方法的GC/MS装置的结构图。GC/MS装置由GC1、MS5和计算机20构成。
GC1由柱温箱(column oven)4、内装在柱温箱4内的柱箱(column)3、以及与柱箱3的入口端连接的样本注入部2构成。分析对象物质即试料气体(样本)被载流气体推挤而从样本注入部2导入到柱箱3内。由此，试料气体中所包含的各测定物质在通过柱箱3内的期间沿着时间轴方向进行分离，并到达柱箱3的出口端。此外，柱箱3的出口端与MS5连接。
在MS5中，在真空排气的分析室6内配置有与柱箱3的出口端连接的离子源7、离子透镜8、施加电压的四极滤质器(quadrupole filter)9以及检测器10。从柱箱3依次流出的各测定物质在离子源7中通过与电子的碰撞和化学反应等被离子化。其结果是，产生的离子从离子源7飞出，被离子透镜8汇聚并且被适当加速，此后，导入四极滤质器9的长度方向的空间内。
在施加了使直流电压和高频电压重叠的电压的四极滤质器9中，仅选择性地通过具有与施加电压对应的质量数(质量m/电荷z)的离子，因此所选择的离子到达检测器10。此时，通过四极滤质器9的离子的质量数取决于施加电压，所以可通过扫描施加电压，利用检测器10来获得关于具有预定质量数的离子的离子强度信号。此外，检测器10的输出被输入到计算机20。
计算机20具有CPU(数据处理装置)11，此外还连接有存储器(外部存储装置)12、作为输入装置的键盘13a和鼠标13b、以及具有监视画面14a等的显示装置14。
当对CPU 11处理的功能以模块的方式进行说明时，具有测定部21、面积计算部22、绝对检量线生成部23以及测定物质计算部24。测定部21使在检测器10中取得的离子强度信号蓄积在存储器12的离子强度信号存储区域34内，并且根据离子强度信号执行运算处理，并将其结果输出到监视画面14a。
此外，存储器12具有登记相对检量线的相对检量线存储区域31、存储绝对检量线的绝对检量线存储区域33以及离子强度信号存储区域34，所述相对检量线表示标准物质和登记物质的总离子色谱图的峰值面积比与标准物质和登记物质的浓度比之间的关系。
在测定部21中，例如通过将在某一保持时间内进行质量扫描时的离子强度设为纵轴、将质量数设为横轴，来生成质谱。当相距一定间隔间歇性连续地进行反复质量扫描时，可取得与从柱箱3依次流出的各测定物质对应的多个质谱。此外，在取得这种质谱后，通过关注于某个质量数在时间轴方向上展开地描绘离子强度，能够得到质量色谱图。此外，在每次取得质谱时都对该离子强度进行合计、并在时间轴方向上展开地进行描绘，由此能够得到总离子色谱图。
面积计算部22从这种质量色谱图或总离子色谱图中找出测定物质或内部标准物质的峰值，并进行计算测定物质或内部标准物质的峰值面积的控制。此时，例如依次调查总离子色谱图的曲线的倾斜量，在其倾斜量成为预定值以上时，判定为是峰值的开始点，在倾斜量从零转变为负时，判断为是峰顶，在倾斜量成为预定值以上时，判定为是峰值的终点。如果这样地在总离子色谱图中确定了峰值，则计算该峰值面积(参照图2)。
绝对检量线生成部23根据相对检量线和内部标准物质的峰值面积，来生成在对测定物质进行定量时所利用的绝对检量线，并进行将其存储到绝对检量线存储区域33中的控制。此处，“相对检量线”可通过内部标准物质和测定物质之间的质谱关系，在所有GC/MS中进行使用。另一方面，“绝对检量线”可通过仅是测定物质的质谱，来仅在GC/MS装置100中使用。因此，关于绝对检量线生成方法将在后面进行叙述，不过根据表示标准物质和登记物质的总离子色谱图的峰值面积比与标准物质和登记物质的浓度比之间的关系的相对检量线(参照图3)，可生成表示所使用的GC/MS装置100中的峰值面积与浓度之间的关系的绝对检量线(参照图4)。由此，不用对每个样本都添加内部标准物质，就能够对测定物质进行定量。
测定物质计算部24进行根据绝对检量线和测定物质的峰值面积对测定物质进行定量的控制。
此处，对生成绝对检量线的绝对检量线生成方法进行说明。图5是表示绝对检量线生成方法的顺序的流程图。
首先，在步骤S101的处理中，将登记有相对检量线(参照图3)的数据库存储到相对检量线存储区域31中(数据库存储步骤)，所述相对检量线表示标准物质和登记物质的总离子色谱图的峰值面积比(P”/P’)与标准物质和登记物质的浓度比(C”/C’)之间的关系。此外，P”是标准物质的峰值面积，P’是登记物质的峰值面积，C”是标准物质的浓度，C’是登记物质的浓度。
接下来，在步骤S102的处理中，将包含已知浓度(c’)的内部标准物质的试料气体(样本)以一定量从样本注入部2导入到柱箱3。此时，登记物质和内部标准物质使用相同的物质。
然后，在步骤S103的处理中，通过相距一定间隔间歇性连续地反复进行质量扫描，来取得内部标准物质的质谱(内部标准物质测定步骤)。
接下来，在步骤S104的处理中，根据内部标准物质的质谱来生成总离子色谱图，并计算内部标准物质的峰值面积(p’)(绝对值计算步骤)。例如，如图2所示，能够得到浓度(c’)的内部标准物质的峰值面积(p’)。
接着，在步骤S105的处理中，根据相对检量线和内部标准物质的峰值面积(p’)，生成表示所使用的GC/MS装置100中的峰值面积(P)与浓度(D)之间的关系的绝对检量线并将其存储到绝对检量线存储区域33中。例如首先，相对检量线的纵轴是标准物质和登记物质的峰值面积比(P”/P’)，因此转换为峰值面积(P)。例如，将P”/P’＝1转换为p’，将P”/P’＝2转换为2p’。之后，因为相对检量线的横轴是标准物质和登记物质的浓度比(C”/C’)，所以转换为浓度(D)。例如，在转换后的纵轴是p’时，转换为转换前P”/P’＝1时的标准物质浓度即c”。
此后，如果结束步骤S105的处理，则结束本流程。
接下来，说明对测定物质进行定量的定量方法。图6是表示定量方法的步骤的流程图。此处，进行Smax个样本的检查。
首先，在步骤S201的处理中，使用计数器Sn存储为Sn＝S1。
接下来，在步骤S202的处理中，将分析对象物质即试料气体(样本)以一定量从样本注入部2导入到柱箱3。此时，在样本中，不添加内部标准物质。
然后，在步骤S203的处理中，通过相距一定间隔间歇性连续地反复进行质量扫描，来取得各测定物质的质谱(测定物质测定步骤)。
接下来，在步骤S204的处理中，根据各测定物质的质谱，生成总离子色谱图，并计算各测定物质的峰值面积(p)(测定值计算步骤)。
接着，在步骤S205的处理中，根据绝对检量线，计算测定物质的浓度(c)(测定物质浓度计算步骤)。
接下来，在步骤S206的处理中，判定是否是Sn＝Smax。在判定为不是Sn＝Smax时，在步骤S207的处理中，存储为Sn＝Sn+1，并返回步骤S202的处理。即，在判定为Sn＝Smax时之前，反复步骤S202～S205的处理。
另一方面，在判定为Sn＝Smax时，结束本流程。
如上所述，根据本发明的测定物质定量方法，首先，存储表示标准物质和内部标准物质的色谱图的峰值面积比(P”/P’)与标准物质和内部标准物质的浓度比(C”/C’)之间的关系的相对检量线。接着，在GC/MS装置100中，通过在一定的测定条件下仅测定已知浓度(c’)的内部标准物质，来计算GC/MS装置100中的内部标准物质的峰值面积(p’)。此后，在GC/MS装置100中，通过在不添加内部标准物质的样本中对测定物质进行测定，来计算测定物质的峰值面积(p)。由此，能够根据相对检量线、内部标准物质的峰值面积(p’)以及测定物质的峰值面积(p)，来计算测定物质的浓度(c)。因此，使用内部标准物质的量和机会不是每个样本都有，可设为1次。即，能够减少使用内部标准物质的量和机会，这样即使在内部标准物质价格昂贵的情况、或者根据种类而难以取得的情况下，也能够容易地进行定量作业。
此外，因为减少了使用内部标准物质的量和机会，所以在内部标准物质给人体带来不良影响的情况下，也能够减轻该影响。
(其他实施方式)
(1)在上述的GC/MS装置100中构成为登记物质和内部标准物质使用相同的物质，但是也可以构成为登记物质是将氢原子置换为重氢原子后的重氢，并且内部标准物质是没有将氢原子置换为重氢原子的物质。此时，内部标准物质的峰值面积＝登记物质的峰值面积×A，A为常数。
(2)在上述的GC/MS装置100中，内部标准物质的测定次数为1次，但是也可以构成为在每进行10次样本测定时，进行1次内部标准物质测定。
产业上的可利用性
本发明可利用于由GC/MS来对测定物质进行定量的测定物质定量方法。

Claims (2)

1.一种测定物质定量方法，其通过色谱质量分析装置对测定物质进行定量，其特征在于，该测定物质定量方法包括以下步骤：
数据库存储步骤，存储登记有相对检量线的数据库，所述相对检量线表示标准物质和登记物质的色谱图的峰值面积比或高度比与标准物质和登记物质的浓度比之间的关系；
内部标准物质测定步骤，通过测定已知浓度的内部标准物质，来获得内部标准物质的质谱，其中，所述登记物质和内部标准物质使用相同的物质，或者所述登记物质是将氢原子置换为重氢原子后的重氢物质、且所述内部标准物质是未将氢原子置换为重氢原子的物质；
绝对值计算步骤，根据内部标准物质的质谱来生成色谱图，并计算内部标准物质的峰值面积或高度；
测定物质测定步骤，通过对未知浓度的测定物质进行测定，来获得测定物质的质谱；
测定值计算步骤，根据测定物质的质谱来生成色谱图，并计算测定物质的峰值面积或高度；以及
测定物质浓度计算步骤，根据相对检量线以及内部标准物质的峰值面积或高度来生成表示峰值面积或高度与浓度之间的关系的绝对检量线，由此计算测定物质的浓度。
2.一种测定物质定量方法，其通过色谱质量分析装置对测定物质进行定量，其特征在于，该测定物质定量方法包括以下步骤：
数据库存储步骤，存储登记有相对检量线的数据库，所述相对检量线表示标准物质和登记物质的色谱图的峰值面积比或高度比与标准物质和登记物质的浓度比之间的关系；
内部标准物质测定步骤，通过测定已知浓度的内部标准物质，来获得内部标准物质的质谱，其中，所述登记物质和内部标准物质使用相同的物质，或者所述登记物质是将氢原子置换为重氢原子后的重氢物质、且所述内部标准物质是未将氢原子置换为重氢原子的物质； 
绝对值计算步骤，根据内部标准物质的质谱来生成色谱图，并计算内部标准物质的峰值面积或高度；
测定物质测定步骤，通过在不添加内部标准物质的情况下对未知浓度的测定物质进行测定，来获得测定物质的质谱；
测定值计算步骤，根据测定物质的质谱来生成色谱图，并计算测定物质的峰值面积或高度；以及
测定物质浓度计算步骤，根据相对检量线、内部标准物质的峰值面积或高度、和测定物质的峰值面积或高度来计算测定物质的浓度。 
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