JP2000266738A

JP2000266738A - 液体クロマトグラフ質量分析装置

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Publication number: JP2000266738A
Application number: JP11073156A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Ishizuka; 利博石塚; Noriaki Yamada; 宜昭山田; Masaru Tomioka; 勝冨岡; Tetsuya Nishida; 哲也西田; Shinji Nagai; 伸治永井; Kisaburo Deguchi; 喜三郎出口
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Science Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Science Systems Ltd
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は複数のカラムよりなる液体クロ
マトグラフの溶出液をそれより少ない数の質量分析装置
で処理することにより、低コストで高効率の液体クロマ
トグラフ質量分析装置に供給することにある。【解決手段】上記課題を解決するために、複数のカラム
からの溶出液の一部を一つの質量分析装置に導入する機
構を設けた。本発明により低コストで高効率の液体クロ
マトグラフ質量分析装置が得られる。また、目的物質の
マスクロマトグラムをトリガーとする分取を行うことに
より分取画分の削減も可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数のカラムよりな
る液体クロマトグラフの溶出液をそれより少ない数の質
量分析装置で処理する液体クロマトグラフ質量分析装置
に関する。また、液体クロマトグラフの溶出液から得ら
れる質量分析装置の信号を用いて分取を行う液体クロマ
トグラフ質量分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液体クロマトグラフ質量分析装置
においては、一つのカラムからの溶出液の一部または、
全部を一つの質量分析装置に導入していた。

【０００３】また、複数のカラムからの溶出液を一つの
質量分析装置で分析する場合には、それぞれのカラムか
らの溶出液を一旦溶出時間単位で分取し、その後全ての
画分を個別に質量分析装置に導入して分析を行ってい
た。

【０００４】もしくは、複数のカラムからの溶出液をそ
れぞれ複数の質量分析計のイオン源から１台の質量分析
計本体にて分析していた。

【０００５】また、従来の分取装置を備えた液体クロマ
トグラフ質量分析装置においては、紫外分光等の装置の
信号を使い分取を行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一つのカラムからの溶
出液の一部または全部を質量分析装置に導入する従来技
術では、多くの試料の分析を行う際には複数の液体クロ
マトグラフおよび複数の質量分析装置が必要となり、多
くのコストが必要になる、あるいは多くの設置スペース
を必要とするなどの問題点が有った。

【０００７】またカラムからの溶出液を一旦溶出時間単
位で分取し、その後全ての画分を個別に質量分析装置に
導入して分析する従来技術では、クロマトグラフ分析後
に質量分析することが必要となり効率が落ちる、あるい
は全ての溶出液を一旦分画することが必要となるため多
くの容器を扱えるフラクションコレクタが必要となり不
経済的となるなどの問題点があった。

【０００８】また、従来の技術では複数のカラムからの
溶出液をそれぞれ複数の質量分析計のイオン源から１台
の質量分析計本体にて分析していた。この方法では、複
数のカラムの溶出物ごとの目的物を溶出物ごとに区別出
来ないと言う問題があった。なお且つ、複数のイオン源
が必要となると構造が複雑となり、部品点数も増えて不
経済であり、イオン源クリーンイングの手間も増え、故
障の可能性も増えると言う問題があった。

【０００９】また、イオン源の温度，電圧などの制御系
及び制御画面も複雑となり操作性が悪くなるなどの問題
があった。

【００１０】さらに構造が複雑になるため、カラムから
の溶出液は高々２ないし３系統が限界であり、８ないし
１０系統に拡張するのはイオン源の空間的な配置を含め
事実上困難だと言う問題があった。

【００１１】また、従来の分取には、紫外分光等の装置
の信号を使い分取を行っていた。そのため、紫外分光装
置ではリテンション時間のみで分離分取するため、実際
に分取している物が本当に目的物なのか確定出来ない状
態で分取しており、多大な無駄な分取を行う事により不
経済であった。

【００１２】本発明の目的は、複数のカラムからの溶出
液をそれより少ない数の質量分析装置で同時処理するこ
とにより、低コストで高効率の液体クロマトグラフ質量
分析装置を提供することにある。

【００１３】また、質量分析計にて目的物を質量数にて
分取を行い無駄な分取を省いて経済効率を向上した液体
クロマトグラフ質量分析装置を提供することにある。

【００１４】さらに紫外分光器では、紫外吸収の無いサ
ンプルでは検出も出来ないため純度計算も正しく行う事
は出来ない。そこで、質量分析装置で分析する時に同時
に質量分析装置の信号を用いて各分取されたサンプルご
とに純度計算を行い有効な情報を得る質量分析装置を提
供する事にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、複数のカラムからの溶出液の一部を一つの質量分析
装置に混合して導入する機構を設けたものである。

【００１６】さらに、測定する各々のカラムから溶出す
る複数サンプルの質量数（ｍ／ｚ）を予め設定し貯える
機能を有し試料注入装置のサンプル注入順番を設定した
分析時間内に各々のサンプルの質量数が重ならない組み
合わせに自動的に計算して試料注入する機能を備え、複
数のカラムからの溶出液ごとに質量分析計の信号を格納
しクロマトグラムやスペクトルを作成する機能を備えた
ものである。

【００１７】また、各々のカラムから溶出する複数サン
プルの流路ごとに例えば紫外分光計などのサンプルのク
ロマトグラムの測定器でクロマトグラムの信号のピーク
を検出する機能を備えて該ピーク検出の信号を質量分析
計へ送る手段を有しどのカラムから流出した信号なのか
を質量分析計から判断することを可能としたものであ
る。

【００１８】また、質量分析計の目的物質量数のクロマ
トグラムないしスペクトルから分取させるためのトリガ
ー信号を得る機能を備えて、分取装置を制御出来るよう
に制御ラインと制御ソフトを備えたものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。本実施例は、カラムの溶出が２系
統の例であるが当然ｎ系統に拡張することは可能であ
る。

【００２０】図１は本発明の一実施例の構成を示したも
のである。

【００２１】２つのポンプ１１と１２はプロポーショニ
ングバルブ２１と２２を切り替えることにより溶離液３
と溶離液４をその組成比を変化させながら液体を加圧し
て定流量で送液を行う。

【００２２】試料注入装置５は複数の試料注入ポートお
よび試料注入用高圧流路切り替えバルブを有し、それぞ
れ異なる試料を複数の流路に注入する。

【００２３】注入された試料はカラム６１と６２により
単一成分に分離され、カラム充填剤との相互作用の小さ
い順に溶出される。

【００２４】溶出液中の各成分は、紫外光を光源とし複
数の検出流路を備える検出器７でピークとして検出され
る。それぞれの溶出液流路はスプリッタ８１と８２でフ
ラクションコレクタ１０１とミキサ９またはフラクショ
ンコレクタ１０２とミキサ９とに分離される。

【００２５】検出器７もしくは、質量分析装置１２０が
溶出液のクロマトグラムの信号ピークを検出して各成分
は成分毎に異なる試験管等の容器に収集される。

【００２６】２系統のカラム６１と６２から溶出された
溶液はミキサ９で混合され液体クロマトグラフ用インタ
ーフェース１１０、例えばＥＳＩ（エレクトロスプレイ
イオン源），ＡＰＣＩ（大気圧化学イオン源），ＳＳＩ
（音速スプレイイオン源）を介して質量分析装置１２と
も接続されており質量分析すなわち分子量情報，構造情
報を得る事が出来る。

【００２７】ここで、試料注入装置５の詳細を図２に示
す。それぞれのカラム流出路に従ってサンプルテーブル
を２種類備えた例で１台のインジェクタにてそれぞれの
サンプルテーブルに乗った試料管、例えばサンプルラッ
ク１４１や１４２の中の試料管１４１１や１４２１から
サンプルを吸引してそれぞれのカラムの流出路の注入口
１３１，１３２に注入する。さらに試料注入装置５に
は、サンプルの設定情報を保存しサンプルの注入の順番
を制御する計算機５１を備えている。当然この計算機５
１は質量分析装置の計算機と共用であっても構わない。

【００２８】ここで、サンプル情報を設定する例を図３
に示す。サンプルラック１４１には試料管１４１１（Ａ
１−１）がありこの中にサンプルが入っている。

【００２９】このサンプルに対して予め計算機５１に予
想されるサンプルの合成物の質量数もしくはイオン化さ
れた時の質量数（正負イオン）もしくは、付加イオンの
質量数例えばナトリュウム付加イオンやアンモニア付加
イオンの質量数などを設定する。当然これらは合成物の
質量数から自動計算することも可能である。

【００３０】これらのサンプルを注入する前に図３に示
しているように例えばＡ１−１とＡ２−１のサンプルで
は、イオン化時の質量数１２４で重なる可能性がある。
そこでＡ１−１とＢ２−２のサンプルの組み合わせを自
動計算して同時に分析するようにする。

【００３１】この様な組み合わせで注入順番を決めるこ
とで図４に示すようにどのサンプル由来の信号かを質量
分析計と一致させることが出来る。

【００３２】図４の例では、サンプル１４２１（Ａ２−
１）と１４１１（Ａ１−１）を同時に分析しカラム分離
液のピークが重なった例を示す。この例の様にイオン化
された合成物の質量数が同一でカラム分離時間が重なっ
た場合にはどちらのサンプル由来の信号か区別が出来な
くなってしまう。

【００３３】一方、先に説明した様に異なるイオン化さ
れた合成物の質量数の組み合わせで試料注入することで
図に示すマスクロマトグラムで容易にサンプル由来の信
号が区別できる。

【００３４】各々のカラムから溶出する複数サンプルの
流路ごとに例えば紫外分光計などのサンプルのクロマト
グラムの測定器でクロマトグラムの信号のピークを検出
する機能を備えて該ピーク検出の信号を質量分析計へ送
る手段を有しどのカラムから流出した信号なのかを質量
分析計から判断することを可能にしたことを特徴とす
る。

【００３５】本実施例においては、一台の質量分析装置
で複数の液体クロマトグラフからの溶出物の溶出成分の
質量情報あるいは構造情報を得ることが可能となるた
め、コストの低減および設置スペースの低減が可能であ
る。また、液体クロマトグラフでの分析終了時には全て
のピークの質量分析装置による測定が完了しており、分
析時間の短縮がはかれるとの効果もある。

【００３６】図５に示される本実施例では、質量分析装
置１２０の信号を使って分取する例を示す。質量分析装
置の信号は計算機で予め設定している質量数に基づきい
ずれのチャンネルの信号かを判断する。

【００３７】一方図の様に質量分析装置１２０の計算機
１２１はそれぞれチャンネル１の検出器のピーク検出の
出力信号を伝えるライン７１１とチャンネル２の検出器
のピーク検出の出力信号を伝えるライン７１２によって
チャンネル１のフラクションコレクタ１０１とチャンネ
ル２のフラクションコレクタ１０２とに接続してあり、
質量分析装置の命令に従いそれぞれフラクションが可能
となっている。

【００３８】図６に信号の例を示す。この例のように紫
外吸収のクロマトのピークの時間が近く（リテンション
タイムが近く）質量分析装置の全イオンクロマトグラム
（ＴＩＣ）で重なったピークとなっても、予め設定した
目的物の質量数(Ｍ／Ｚ)が異なるためマスクロマトグラ
ムでは独立のクロマトピークとなり分取信号や純度計算
に利用可能である。

【００３９】一般的には質量分析装置１２０にディジタ
ル／アナログ変換装置が取り付けられており、この方式
でも構わない。この例では全イオンクロマトグラムある
いはマスクロマトグラムをそれぞれ別個のアナログ出力
としてそれぞれチャンネル１の検出器のピーク検出の出
力信号を伝えるライン７１１とチャンネル２の検出器の
ピーク検出の出力信号を伝えるライン７１２を出すこと
ができる。

【００４０】このアナログ出力信号を利用することによ
り、一台の質量分析装置で複数の液体クロマトグラフか
らの溶出成分の質量情報あるいは構造情報を得られると
ともに、質量分析装置で得られる信号例えば、全イオン
クロマト信号あるいはＭＳのｎ乗を含めたマスクロマト
信号あるいはマススペクトル信号を用いた分取も可能と
なる。

【００４１】本実施例においては、一台の質量分析装置
で複数の液体クロマトグラフからの溶出物の溶出成分の
質量情報あるいは構造情報を得ることが可能となるた
め、コストの低減および設置スペースの低減が可能であ
る。

【００４２】また、液体クロマトグラフでの分析終了時
には全てのピークの質量分析装置による測定が完了して
おり、分析時間の短縮がはかれるとの効果もある。

【００４３】さらに全イオンクロマト信号を分取のトリ
ガーとして用いることが可能となり、紫外域に吸収を持
たない成分の分取が可能となるとの効果がある。

【００４４】さらに、質量分析装置で得られる信号例え
ば、全イオンクロマト信号あるいはＭＳのｎ乗を含めた
マスクロマト信号あるいはマススペクトル信号を分取の
トリガーとして用いることも可能となり、また目的物質
が既知の場合は目的物質のみの選択分取が可能となり、
フラクションコレクタの分取チューブの数を節約できる
との効果もある。

【００４５】紫外分光やイオンクロマトの信号から計算
した純度計算の値と質量分析装置の信号から計算した純
度計算の値を同時に操作画面もしくはレポートに表示す
ることで、紫外吸収の無いサンプルでも間違うことなく
純度値が確認出来てデータの信頼性向上に繋がり経済効
率を上げる事が出来る。

【００４６】

【発明の効果】本発明により、一台の質量分析装置で複
数の液体クロマトグラフからの溶出物の溶出成分の質量
情報あるいは構造情報を得ることが可能となるため、コ
ストの低減および設置スペースの低減が可能である。

【００４７】また、液体クロマトグラフでの分析終了時
には全てのピークの質量分析装置による測定が完了して
おり、分析時間の短縮がはかれるとの効果もある。

【００４８】さらに全イオンクロマト信号を分取のトリ
ガーとして用いることが可能となり、紫外域に吸収を持
たない成分の分取が可能となるとの効果がある。

【００４９】また、マスクロマト信号を分取のトリガー
として用いることも可能となり、目的物質が既知の場合
は目的物質のみの選択分取が可能となり、フラクション
コレクタの分取チューブの数を節約できるとの効果もあ
る。

【００５０】さらに質量分析装置の信号を使って目的物
の純度計算を行うことで分取したサンプルの有効な情報
がえられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】本発明の一実施例の注入装置の近傍詳細図であ
る。

【図３】本発明の一実施例の表示画面図である。

【図４】本発明の一実施例で得られるクロマトグラムの
例を示す図である。

【図５】本発明の別の実施例の構成図である。

【図６】本発明の別の一実施例で得られるクロマトグラ
ムの例を示す図である。

【符号の説明】

３，４…溶離液、５…試料注入装置、７…検出器、９…
ミキサ、１１…チャンネル１のポンプ、１２…チャンネ
ル２のポンプ、１５…試料吸引注入装置、２１…チャン
ネル１のプロポーショニングバルブ、２２…チャンネル
２のプロポーショニングバルブ、５１…試料注入装置の
計算機、６１…チャンネル１のカラム、６２…チャンネ
ル２のカラム、７１…チャンネル１の検出器、７２…チ
ャンネル２の検出器、８１…チャンネル１のスプリッ
タ、８２…チャンネル２のスプリッタ、１０１…チャン
ネル１のフラクションコレクタ、１０２…チャンネル２
のフラクションコレクタ、１１０…液体クロマトグラフ
用インターフェース、１２０…質量分析装置、１２１…
質量分析装置の計算機、１３１…チャンネル１の注入
口、１３２…チャンネル２の注入口、１４１…チャンネ
ル１のサンプルラック、１４２…チャンネル２のサンプ
ルラック、１４３…１４１２と１４２２のサンプルをミ
キサにてミキシングして質量分析したトータルイオンク
ロマトグラムの例、７１１…チャンネル１の検出器のピ
ーク検出の出力信号を伝える信号線、712…チャンネル
２の検出器のピーク検出の出力信号を伝える信号線、１
４１１…チャンネル１の試料管、１４１２…チャンネル
１の試料ラインに例えばｍ／ｚ＝１２４のメインピーク
と不純物を含んだトータルイオンクロマトグラムの例、
１４２１…チャンネル２の試料管、１４２２…チャンネ
ル１の試料ラインに例えばｍ／ｚ＝１１０のメインピー
クと不純物を含んだトータルイオンクロマトグラムの
例。

フロントページの続き (72)発明者山田宜昭茨城県ひたちなか市大字市毛882番地株式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者冨岡勝茨城県ひたちなか市大字市毛882番地株式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者西田哲也茨城県ひたちなか市大字市毛882番地株式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者永井伸治茨城県ひたちなか市大字市毛882番地株式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者出口喜三郎茨城県ひたちなか市大字市毛1040番地株式会社日立サイエンスシステムズ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプ，試料注入装置，カラム，質量分析
装置等よりなる液体クロマトグラフ質量分析装置におい
て、複数のカラムを有し、複数のカラムからの溶出液の
一部または全部をカラムより少ない数の質量分析装置に
混合して導入する装置を有することを特徴とする液体ク
ロマトグラフ質量分析装置。
【請求項２】請求項１において、測定する各々のカラム
から溶出する複数サンプルの質量数（ｍ／ｚ）を予め設
定し貯える機能を有し試料注入装置のサンプル注入順番
を設定した分析時間内に各々のサンプルの質量数が重な
らない組み合わせに自動的に計算して試料注入する機能
を特徴とした液体クロマトグラフ質量分析装置。
【請求項３】請求項２において、測定する各々のカラム
から溶出する複数サンプルの質量数（ｍ／ｚ）と質量分
析計で測定した結果のデータを測定する各々のカラムか
ら溶出する複数のサンプルごとに保存することを特徴と
する液体クロマトグラフ質量分析装置。
【請求項４】請求項１において、各々のカラムから溶出
する複数サンプルの流路ごとに例えば紫外分光計などの
サンプルのクロマトグラムの測定器でクロマトグラムの
信号のピークを検出する機能を備えて該ピーク検出の信
号を質量分析計へ送る手段を有しどのカラムから流出し
た信号なのかを質量分析計から区別出来ることを可能に
したことを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装
置。
【請求項５】請求項４において、それぞれのカラムから
流出したサンプル毎に質量分析計で得られた信号を保存
する機能を有することを特徴とした液体クロマトグラフ
質量分析装置。
【請求項６】請求項１，２，３，４，５において、それ
ぞれのカラムから流出したサンプルに設定外の質量数の
信号が質量分析計で得られた場合もしくは、該設定外の
質量数の信号がそれぞれのカラムの信号と同一時間で重
なった場合に操作画面もしくは、出力レポートに設定外
の質量数の信号が生じたことをもしくは、該設定外の質
量数の信号がそれぞれのカラムの信号と同一時間で重な
ったことを色を変えることや特別な図形や印等で表示す
る機能を有することを特徴とした液体クロマトグラフ質
量分析装置。
【請求項７】請求項１，２，３，４，５，６のいずれか
１項において、それぞれのカラムから流出したサンプル
に設定外の質量数の信号が質量分析計で得られた場合も
しくは、該設定外の質量数の信号がそれぞれのカラムの
信号と同一時間で重なった場合に、異なるサンプルの組
み合わせもしくは１種類のサンプルのみを自動的にサン
プル注入からやり直す機能を備えたことを特徴とする液
体クロマトグラフ質量分析装置。
【請求項８】請求項２と請求項４の両方の機能もしくは
請求項２と４ともしくは、３，５，６，７の機能を備え
た事を特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
【請求項９】請求項１，２，３，４，５，６，７，８の
いずれか１項において、分取装置を備え、質量分析計か
らの信号，質量分析装置で得られる信号、例えば、全イ
オンクロマトグラム信号あるいはＭＳのｎ乗を含めたマ
スクロマトグラム信号あるいはマススペクトル信号をト
リガに用いて分取する事を特徴とする液体クロマトグラ
フ質量分析装置。
【請求項１０】請求項１，２，３，４，５，６，７，
８，９のいずれか１項において、分取装置を備え、質量
分析計の信号，質量分析装置で得られる信号、例えば、
全イオンクロマトグラム信号あるいはＭＳのｎ乗を含め
たマスクロマトグラム信号あるいはマススペクトル信号
を用いて純度を計算する機能を備え、分取したサンプル
ごとに純度値を保存，表示する機能を備えた液体クロマ
トグラフ質量分析装置。
【請求項１１】請求項１０において、紫外分光やイオン
クロマトの信号から計算した純度計算の値と質量分析装
置の信号から計算した純度計算の値を同時に操作画面も
しくはレポートに表示する機能を備えた液体クロマトグ
ラフ質量分析装置。