JP2000206103A - クロマトグラフ質量分析計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 試料の分離成分に対応するピークが検出
されない時間帯に質量分析部の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バ
ックグラウンドノイズとして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。この差分マ
ススペクトルを用いれば、移動相に起因するノイズを含
まない良好なクロマトグラムが得られる。

Description

【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におけるのマスス
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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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ることを特徴とするクロ
   マトグラフ質量分析計。