CN108780073A - 色谱仪装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种色谱仪装置，即使在目标成分的保持时间发生变化的情况下也能够正确地进行测量。在色谱仪装置中，具备：存储部(41)、测量数据积存部(42)、在先测量数据判断部(43)以及测量执行部(44)，所述存储部(41)保存有测量条件和计算公式，所述测量条件包括测量参数和切换时机；所述计算公式根据预先决定的目标成分的保持时间求出该切换时机，所述在先测量数据判断部(43)判断是否存在有在先测量数据，所述测量执行部(44)，在不存在在先测量数据的情况下基于所述测量条件执行测量，在存在在先测量数据的情况下根据最新的在先测量数据求出目标成分的保持时间，从而决定更新切换时机，将切换时机变更为更新切换时机从而执行测量。

Description

色谱仪装置
技术领域
本发明涉及将试样所包含的多种成分按照时间进行分离并测量的色谱仪装置。特别涉及能够优选地在对试样所包含的已知成分进行定量时使用的色谱仪装置。
背景技术
在液相色谱仪或气相色谱仪这样的色谱仪装置中，在色谱柱中将试样所包含的多种成分按照时间进行分离，并利用质量分析计或吸光度检测器等检测器依次检测。采用质量分析计作为检测器的色谱仪装置被称为色谱仪质量分析装置。在色谱仪质量分析装置中，使在色谱柱中被分离并与流动相一起洗脱的成分依次离子化，并使其质量分离而仅检测源自试样中的成分的离子。
在上述的质量分离中，大致有如下两种模式:选择性离子监测(SIM:Selected IonMonitoring)模式，在质量分离部中仅使特定的质荷比的离子通过；扫描模式，对通过质量分离部的离子的质荷比进行扫描。由于SIM模式能够长时间测量特定的质荷比的离子，所以离子的检测灵敏度以及精度较高，另一方面，扫描模式具有能够全面地测量扫描范围内的质荷比的离子这一特征。因此，在对所生成的离子的质荷比为已知成分进行测量时采用SIM模式，而在对未知成分进行测量时采用扫描模式。
色谱仪质量分析装置，例如在农作物等的食品中所含的残留农药的测量那样地、对多种已知的成分(以下将其称为“目标成分”)进行定量时使用。如上所述，由于在这样的测量中采用了SIM模式，所以在该测量条件中包含了用于检测各目标成分的质荷比。一般来说，由于由不同成分生成的离子的质荷比不同，所以通常情况下多种目标成分分别对应了不同的质荷比。像这样地，在色谱仪质量分析装置中质荷比成为测量参数。
将所有的目标成分与质荷比对应后，将试样导入至色谱仪质量分析装置，在各目标成分开始从色谱柱洗脱的时机之前切换质荷比(测量参数)从而测量该目标成分(由其生成的离子)。切换测量参数的时机(切换时机)是以如下等方式预先决定的：例如在色谱柱的种类以及流动相的种类和流速与实际试样的测量时相同的条件下，对标准试样(由其生成的离子)进行测量，基于由此得到的各目标成分的保持时间，例如将相继从色谱柱洗脱的两种目标成分的保持时间(对应色谱图的峰顶的时间)的中间的时机作为该两种成分的测量参数的切换时机。
在具备吸光光度计作为检测器的色谱仪装置中也同样地，预先使特定波长作为测量参数分别与目标成分对应，在相继洗脱两种目标成分的保持时间之间对波长(测量参数)进行切换(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭61-128165号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
通常在所述的食品中的残留农药的测量中，连续测量大量的试样(例如数百种试样)。这种情况下，在此期间色谱柱内部的固定相的状态发生变化而使得色谱柱的固定相的保持力从测量开始时缓慢地改变，即使是相同成分其保持时间也可能会逐渐发生变化。此外，随着反复使用色谱仪装置，对流动相进行送液的送液泵等随时间老化，流动相的流速从使用初期的流速发生变化，即使是相同成分，保持时间也可能逐渐发生变化。如上所述，由于保持参数的切换时机是基于对标准试样进行测量得到的保持时间而预先决定的，所以若目标成分的保持时间发生变化，则存在以下问题：在切换测量参数之前下一个目标成分从色谱柱洗脱，相反地在切换到接下来洗脱的目标成分的测量参数之后，前一个目标成分从色谱柱洗脱，从而不能够正确地测量目标成分。
在此，虽然以目标成分的定量分析为例子进行了说明，但是此外，在将试样所包含的多种已知的目标成分按照时间进行分离并测量，基于该时机切换流路，由此将各目标成分划分至试样容器时也存在同样的问题。
本发明要解决的技术问题是提供一种色谱仪装置，即使是在装置的各部件的状态发生变化而使目标成分的保持时间从预先设想的保持时间发生变化的情况下，也能够始终正确地测量该目标成分。
用于解决上述技术问题的方案
为了解决上述技术问题而完成的本发明是一种色谱仪装置，将试样所包含的多种成分按照时间进行分离并测量，其特征在于，具备：
a)存储部，保存有测量条件和计算公式，
所述测量条件包括：测量参数，分别与设想包含于测量对象试样的多种目标成分相对应；切换时机，为对相继从色谱柱洗脱的两种目标成分的测量参数进行切换的时机，
所述计算公式使用所述多种目标成分中的预先决定的1种或者多种目标成分的保持时间而求出该切换时机；
b)测量数据积存部，积存使用该色谱仪装置进行测量而获取的数据、以及与该测量时的色谱柱的种类和流动相的种类及流速相关的信息；
c)在先测量数据判断部，在对测量对象试样进行测量时，判断在先测量数据是否存在于所述测量数据积存部，该在先测量数据是指在色谱柱的种类和流动相的种类及流速与该测量相同的测量中，测量所述1种或者多种目标成分而得到的数据；
d)测量执行部，在不存在所述在先测量数据的情况下，基于所述测量条件执行所述测量对象试样的测量，在存在所述在先测量数据的情况下，根据最新的在先测量数据求出所述1种或者多种目标成分的保持时间，并根据该保持时间与所述计算公式决定新的切换时机即更新切换时机，将包含于所述测量条件的切换时机变更为所述更新切换时机，执行所述测量对象试样的测量。
在本发明的色谱仪装置中，除了包含测量参数与切换时机的测量条件以外，存储部中还保存有计算公式，所述计算公式将预先决定的1种或者多种目标成分的保持时间作为参数而求出切换时机，所述测量参数用于测量试样所包含的多种目标成分，所述切换时机为对相继从色谱柱洗脱的两种目标成分的测量参数进行切换的时机。并且，在测量试样时，在色谱柱的种类以及流动相的种类和流速与该测量相同(典型地是，对保持时间带来影响的测量条件完全相同)的测量中，判断是否存在对相同成分进行测量而得到的在先测量数据。并且，在存在有在先测量数据的情况下，根据最新的在先测量数据与所述计算公式更新测量参数的切换时机并对试样进行测量。
以往测量参数的切换时机是基于标准试样的测量结果等预先决定的，因为没有设想目标成分的保持时间的变化，所以存在若目标成分的保持时间变化则无法正确地测量目标成分的问题，在这样的情况下必须在重新进行标准试样的测量而再次决定保持时间的基础上，对实际试样进行测量。另一方面，在本发明的色谱仪装置中，由于根据最新的在先测量数据求出目标成分的保持时间，并基于此更新测量参数的切换时机，所以能够通过将色谱柱或送液泵等的状态反映出来的适当的切换时机而正确地测量目标成分。
用于计算公式的保持时间，可以是两种目标成分的保持时间，或者也可以是其中的一方或者双方是与该两种目标成分不同的目标成分的保持时间，所述计算公式用于求出相继从色谱柱洗脱的该两种目标成分的测量参数的(更新)切换时机。在前一种情况下，能够反映更加正确的保持时间的变化并更新切换时机，在后一种情况下例如能够采用两种目标成分的保持时间，而决定所有的测量参数的切换时机。此外，还能够仅将1种目标成分的保持时间作为计算公式中使用的保持时间，所述计算公式用于求出测量参数的切换时机，将该保持时间乘以预先决定的系数从而决定切换时机。
发明效果
通过使用本发明的色谱仪装置，即使是在装置的各部件的状态发生变化而使目标成分的保持时间从预先设想的保持时间发生变化的情况下，也能够始终正确地测量该目标成分。
附图说明
图1是本发明的色谱仪装置的一实施例即液相色谱质量分析装置的要部构成图。
图2是在本实施例的液相色谱质量分析装置中所采用的测量条件的例子。
图3是对在本实施例的液体色谱分析装置中用于求出切换(更新)时间的计算公式等进行说明的图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的色谱仪装置的一实施例即液相色谱质量分析装置进行说明。图1是本实施例的液相色谱质量分析装置的要部构成图。
本实施例的液相色谱质量分析装置由液相色谱部1、质量分析部2以及控制它们的动作的控制部4构成。
在本实施例的液相色谱质量分析装置中，液相色谱部1具备：流动相容器10，贮存有流动相；泵11，抽吸并以恒定流量供给流动相；注射器12，将预先准备的规定量的试样液注入至流动相中；色谱柱13，按照时间方向分离试样液所包含的各种化合物。
质量分析部2具有多级差动排气系统的构成，该多级差动排气系统在大致大气压的离子化室20与通过真空泵(未图示)而真空排气的高真空分析室23之间，具备真空度阶段性地提高的第1中间真空室21、第2中间真空室22。离子化室20配置有一边向试样溶液赋予电荷一边喷雾的电喷雾离子化用探针(ESI探针)201。离子化室20与后段的第1中间真空室21之间通过细径的加热毛细管202相连通。在第1中间真空室21与第2中间真空室22之间利用在顶部具有小孔的分流器212隔开，在第1中间真空室21与第2中间真空室22分别配置有用于将离子汇聚并向后段输送的离子导向件211、离子导向件221。在分析室23中配置有：前段四级杆滤质器(Q1)231；碰撞池232，在内部配置有多极离子导向件(q2)233；后段四极杆滤质器(Q3)234；以及离子检测器235。
在碰撞池232的内部，根据需要连续地或者间歇地供给氩气、氮气等的CID气体。电源部24分别将规定的电压施加于ESI探针201、离子导向件211、221、233、四级杆滤质器231、234等。另外，四级杆滤质器231、234分别在主杆电极的前段具有预杆电极，用于校正入口端处的电场的紊乱，能够向预杆电极施加不同于主杆电极的电压。
在质量分析部2中，能够进行MS扫描测量、SIM测量、MS/MS扫描测量、MRM测量等。在MS扫描测量以及SIM测量中，前段四级杆滤质器(Q1)231不作为滤质器发挥作用(即所有的离子通过)，仅后段四级杆滤质器(Q3)234作为滤质器发挥作用。在MS扫描测量中对通过后段四级杆滤质器234的离子的质荷比进行扫描，并在SIM测量中使通过后段四级杆滤质器234的离子的质荷比固定。
另一方面，在MS/MS扫描测量(产物离子扫描测量)以及MRM测量中，前段四级杆滤质器(Q1)231以及后段四级杆滤质器(Q3)234两者皆作为滤质器发挥作用。在前段四级杆滤质器(Q1)231中仅使设定为前体离子的离子通过。此外，将CID气体供给至碰撞池232的内部，使前体离子裂解从而产生产物离子。在MS/MS扫描测量中扫描通过后段四级杆滤质器(Q3)234的离子的质荷比，而在MRM测量中使通过后段四级杆滤质器(Q3)234的离子的质荷比固定。
控制部4具有存储部41，并且具备作为功能模块的测量数据积存部42、在先测量数据判断部43以及测量执行部44。此外，具有如下功能，与上述各部件的动作相配合地，分别控制液相色谱部1的泵11或注射器12、质量分析部2的电源部24或CID气体供给部(未图示)等的各部件的动作。控制部4的实体是个人计算机，且通过在该计算机执行预先安装的数据处理用软件而发挥作为控制部4的功能。控制部4连接有输入部6、显示部7。
以下，对使用本实施例的液相色谱质量分析装置进行分析的顺序进行说明。在本实施例中进行MRM测量，用于对食品试样中所包含的多种已知的目标成分进行定量。
在存储部41中，预先保存有进行试样的测量时的测量条件(与各目标成分相对应的测量参数与该参数的切换时机)。测量参数中包含使用的色谱柱的种类、流动相的种类与流速、与各目标成分相对应的MRM转换以及碰撞能量(CE:collision energy)的值。MRM转换是指在MRM测量中通过前段四级杆滤质器(Q1)231的前体离子的质荷比与通过后段四级杆滤质器(Q3)234的产物离子的质荷比的组合。此外，CE值是指在碰撞池232中使产物离子裂解时所施加的电压值。
在图2(a)示出了测量参数的一例，在图2(b)示出了测量参数的切换时机的一例。在本实施例中，在存储部41保存有为了对食品试样中所包含的已知目标成分即农药(成分A～F)进行定量而采用的3种测量条件。食品1的测量条件用于在对成分A、成分B、成分C以及成分D进行定量的MRM测量中。在该测量中，与以下等测量参数相对应：将试样与流速为规定值1的流动相a一起导入至色谱柱A并分离为成分A～D之后，对通过规定的CE值使质荷比为A1的前体离子裂解从而生成的质荷比为a1的产物离子进行测量。
此外，作为测量条件保存有对与成分A～F相对应的测量参数进行切换的时间(切换时机)的规定值与计算公式。在食品1的测量条件中，例如设定3.0min作为从成分A的测量参数向成分B的测量参数切换的切换时机的规定值，并且将算式ta+0.5(tb-ta)作为切换时机的计算公式保存。在此，ta、tb分别是成分A、成分B的保持时间。
参照图3对上述计算公式进行说明。图3(a)是对食品1的测量条件所记载的切换时机的计算公式进行说明的质量色谱图，图3(b)是对食品2的测量条件所记载的切换时机的计算公式进行说明的质量色谱图，图3(c)是对食品3的测量条件所记载的切换时机的计算公式进行说明的质量色谱图。
在图3(a)的例子中，将从成分A(C)的测量参数向成分B(D)的测量参数切换的切换时机设定为这些成分的保持时间的中央的时间点。另一方面，将从成分B的测量参数向成分C的测量参数切换的切换时机设定为靠近成分B的保持时间的一侧。如图3(a)所示，这是由于考虑到成分C的峰的边缘向成分B一侧较长地延伸。
在图3(b)的例子中，含有tc+0.7(tf-tc)这一计算公式，根据并非是相继从色谱柱洗脱的2种成分的保持时间的、2种成分的保持时间求出切换时机。这是由于考虑到试样经常不包含成分E，或者即使包含成分E也只有微量的情况较多，因此根据试样大量包含、且容易求出正确的保持时间的成分C与成分F求出切换时机。
在图3(c)的例子中，仅基于成分A的保持时间求出所有的切换时机。该情况具有这样的优点：能够仅用1种成分的保持时间求出所有的切换时机。
对通过以上那样的测量条件对试样进行测量时的流程进行说明。
若测量者从保存于存储部41的测量条件中选择一个(在此是食品1)，则在先测量数据判断部43进行如下判断：在色谱柱、流动相的种类以及流速与食品1同样的条件下，对成分A～D进行测量得到的数据(在先测量数据)是否保存在测量数据积存部42。即，判断由食品1或者食品3的测量条件对成分A～D进行测量而得到的数据是否被保存于测量数据积存部42。由于食品2的测量条件的色谱柱的种类以及流动相的流速不同，所以即使在该条件下对成分A～D进行测量得到的数据保存于测量数据积存部42，该数据也不作为在先测量数据。
若在先测量数据判断部43判断在先测量数据未被保存于测量数据积存部42，则测量执行部44在切换时机的规定值的时间点切换食品1的测量参数并对试样进行测量。通过该测量得到的数据与食品1的测量参数一起被保存于测量数据积存部42。
另一方面，若在先测量数据判断部43判断在先测量数据被保存于测量数据积存部42，则测量执行部44读取该在先测量数据并根据该数据求出成分A～D的保持时间。在测量数据积存部42保存有多个在先测量数据的情况下，从中选择最新的数据。然后，通过将成分A～D的保持时间应用于食品1的测量条件所包含的各切换时机的计算公式，从而计算新的切换时机(更新切换时机)。若计算出更新切换时机，则测量执行部44在更新切换时机切换食品1的测量参数，由此对试样进行测量。由该测量得到的数据与食品1的测量参数一起被保存于测量数据积存部42。
另外，即使是使用食品1对试样进行的测量，根据试样不同也存在不含成分A～D的一部分的情况。例如，在最新的在先测量数据X中只检测出成分A、成分B、成分D，而在与其相比的前1个的在先测量数据Y中检测出了成分A～D的所有成分，在这种情况下，根据在先测量数据X获取成分A、成分B、成分D的保持时间，根据在先测量数据Y获取成分C的保持时间。
如以上所说明的那样，在本实施例的液相色谱质量分析装置中，在存储部中除了测量条件以外，还保存有将预先决定的1种或者多种目标成分的保持时间作为参数而求出切换时机(更新切换时机)的计算公式，所述测量条件包括测量参数与切换时机，所述测量参数用于测量试样所包含的多种目标成分，所述切换时机是对相继从色谱柱洗脱的两种目标成分的测量参数进行切换的时机。并且，在测量试样时，判断是否存在在先测量数据，该在先测量数据是指在色谱柱的种类以及流动相的种类和流速与该测量相同(典型地是，对保持时间带来影响的测量条件完全一样)的测量中，测量相同成分而得到的。并且，在存在在先测量数据的情况下，根据最新的在先测量数据与所述计算公式更新测量参数的切换时机并对试样进行测量。另外，在判断有无在先测量数据时，测量参数中，未必需要使如MRM转换以及CE值那样地不会对保持时间造成影响的参数相同。
以往存在如下问题：由于测量参数的切换时机是基于标准试样的测量结果等预先决定的，并没有设想目标成分的保持时间会发生变化，所以若目标成分的保持时间发生变化则不能够正确地测量目标成分，在这种情况下，不得不重新进行对标准试样的测量而再次决定保持时间，并且再重新测量实际试样。另一方面，在本实施例的液相色谱质量分析装置中，由于根据最新的在先测量数据求出目标成分的保持时间，并且基于此更新测量参数的切换时机，所以能够基于将色谱柱或送液泵等的状态反映出来的适当的切换时机而正确地测量目标成分。
上述实施例仅仅是一例，能够根据本发明的主旨适当地进行变更。在上述实施例中虽然是进行MRM测量的构成，但是进行SIM测量的情况也能够是与上述同样的构成。此外，上述实施例虽然是液相色谱质量分析装置，但在气相色谱质量分析装置中也能够是同样的构成。进而，即使是在采用了吸光度检测器等作为检测器的色谱仪装置中，通过使用波长等作为测量参数也能够是与上述同样的构成。另外，在制备色谱仪装置中，在将试样所包含的多个已知的目标成分按照时间进行分离并测量，基于该时机将流路进行切换时也能够采用与上述同样的构成。
附图标记说明
1 液相色谱部
2 质量分析部
4 控制部
41 存储部
42 测量数据积存部
43 在先测量数据判断部
44 测量执行部
6 输入部
7 显示部

Claims (3)

1.一种色谱仪装置，将试样所包含的多种成分按照时间进行分离并测量，其特征在于，具备：
a)存储部，保存有测量条件和计算公式，
所述测量条件包括：测量参数，分别与设想包含于测量对象试样的多种目标成分相对应；切换时机，为对相继从色谱柱洗脱的两种目标成分的测量参数进行切换的时机，
所述计算公式使用所述多种目标成分中的预先决定的1种或者多种目标成分的保持时间而求出该切换时机；
b)测量数据积存部，积存使用该色谱仪装置进行测量而获取的数据、以及与该测量时的色谱柱的种类和流动相的种类及流速相关的信息；
c)在先测量数据判断部，在对测量对象试样进行测量时，判断在先测量数据是否存在于所述测量数据积存部，该在先测量数据是指在色谱柱的种类和流动相的种类及流速与该测量相同的测量中，测量所述1种或者多种目标成分而得到的数据；
d)测量执行部，在不存在所述在先测量数据的情况下，基于所述测量条件执行所述测量对象试样的测量，在存在所述在先测量数据的情况下，根据最新的在先测量数据求出所述1种或者多种目标成分的保持时间，并根据该保持时间与所述计算公式决定新的切换时机即更新切换时机，将包含于所述测量条件的切换时机变更为所述更新切换时机，执行所述测量对象试样的测量。
2.如权利要求1所述的色谱仪装置，其特征在于，所述测量参数包括质荷比。
3.如权利要求1所述的色谱仪装置，其特征在于，所述测量参数包括波长。
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