JP2002005890A - 多成分混合スペクトルの解析方法 - Google Patents
多成分混合スペクトルの解析方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多成分混合ガスの定量演算に不可欠なス
ペクトル分離を簡便に行うことができる多成分混合スペ
クトルの解析方法を提供する。 【解決手段】 質量分析計２によって測定された多成分
混合マススペクトルＭ BTT を解析する方法であって、多
成分混合マススペクトルＭBTT 中の最大質量スペクトル
からテトラクロロエチレンＣ2 Ｃｌ4 の親イオンピーク
ＭBTT1の大きさを求め、この大きさとテトラクロロエチ
レンＣ2 Ｃｌ4 の標準スペクトルＭTEにおける親イオン
ピークＭTE1 の大きさとの比例計算によってテトラクロ
ロエチレンＣ2 Ｃｌ4 の割合を算出すると共に、求めた
テトラクロロエチレンＣ2 Ｃｌ4の割合と標準スペクト
ルＭTEからテトラクロロエチレンＣ2 Ｃｌ4 の単成分ス
ペクトルを求め、この単成分スペクトルを前記多成分混
合スペクトルＭBTT から差し引くことにより多成分混合
スペクトルＭBTT に含まれる成分を順次漸減して、各成
分の割合を算出する。
ペクトル分離を簡便に行うことができる多成分混合スペ
クトルの解析方法を提供する。 【解決手段】 質量分析計２によって測定された多成分
混合マススペクトルＭ BTT を解析する方法であって、多
成分混合マススペクトルＭBTT 中の最大質量スペクトル
からテトラクロロエチレンＣ2 Ｃｌ4 の親イオンピーク
ＭBTT1の大きさを求め、この大きさとテトラクロロエチ
レンＣ2 Ｃｌ4 の標準スペクトルＭTEにおける親イオン
ピークＭTE1 の大きさとの比例計算によってテトラクロ
ロエチレンＣ2 Ｃｌ4 の割合を算出すると共に、求めた
テトラクロロエチレンＣ2 Ｃｌ4の割合と標準スペクト
ルＭTEからテトラクロロエチレンＣ2 Ｃｌ4 の単成分ス
ペクトルを求め、この単成分スペクトルを前記多成分混
合スペクトルＭBTT から差し引くことにより多成分混合
スペクトルＭBTT に含まれる成分を順次漸減して、各成
分の割合を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多成分混合スペク
トルから各成分の定量演算を行なう多成分混合スペクト
ルの解析方法に関する。
トルから各成分の定量演算を行なう多成分混合スペクト
ルの解析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、大気汚染防止法によって、例え
ば、ベンゼン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチ
レンの排気量が規制されている。土壌汚染においても規
定された１１成分の濃度に規制が設けられている。ま
た、化学プラントなどでは不純物の混合によって製品の
歩留りを悪くすることが懸念されている。そのため、測
定対象に含まれる成分の定量分析を高精度に測定するこ
とが求められる。
ば、ベンゼン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチ
レンの排気量が規制されている。土壌汚染においても規
定された１１成分の濃度に規制が設けられている。ま
た、化学プラントなどでは不純物の混合によって製品の
歩留りを悪くすることが懸念されている。そのため、測
定対象に含まれる成分の定量分析を高精度に測定するこ
とが求められる。
【０００３】一方、質量分析計では測定対象のサンプル
を選ぶことがなく、かつ、極微量の測定対象成分を質量
数ごとに分離して分析することができるので、測定対象
成分を構成する各成分の定量分析をとりわけ正確に行う
ことができる。このような背景により、プロセスガスの
分析に質量分析計を用いることが望まれている。
を選ぶことがなく、かつ、極微量の測定対象成分を質量
数ごとに分離して分析することができるので、測定対象
成分を構成する各成分の定量分析をとりわけ正確に行う
ことができる。このような背景により、プロセスガスの
分析に質量分析計を用いることが望まれている。
【０００４】ところが、質量分析計では測定対象に含ま
れる多成分のスペクトルが重なりあった多成分混合スペ
クトルを測定する。そこで、測定対象ガスを質量分析計
に導入する前に予めガスクロマトグラフを用いて測定対
象成分を構成する各成分を時間的に分離して測定するこ
とが行われている。
れる多成分のスペクトルが重なりあった多成分混合スペ
クトルを測定する。そこで、測定対象ガスを質量分析計
に導入する前に予めガスクロマトグラフを用いて測定対
象成分を構成する各成分を時間的に分離して測定するこ
とが行われている。
【０００５】また、多成分が同時に測定された多成分混
合スペクトルを分離する手法として、多変量解析を用い
ることもあった。図７は多変量解析法を説明する図であ
って、図７（Ａ）は測定対象ガスに含まれる化合物Ｘの
標準スペクトルを示す図、図７（Ｂ）は化合物Ｙの標準
スペクトルを示す図、図７（Ｃ）は測定された多成分混
合スペクトルの図である。
合スペクトルを分離する手法として、多変量解析を用い
ることもあった。図７は多変量解析法を説明する図であ
って、図７（Ａ）は測定対象ガスに含まれる化合物Ｘの
標準スペクトルを示す図、図７（Ｂ）は化合物Ｙの標準
スペクトルを示す図、図７（Ｃ）は測定された多成分混
合スペクトルの図である。
【０００６】図７（Ａ）に示すように化合物Ｘの標準ス
ペクトルは符号ａ1 〜ｄ1 に示す各ピークａ〜ｄの強度
を示しており、図７（Ｂ）に示すように化合物Ｙの標準
スペクトルは符号ａ2 〜ｄ2 に示す各ピークａ〜ｄの強
度を示している。また、図７（Ｃ）に示すようにそれぞ
れ濃度ｘ，ｙの分量の両化合物Ｘ，Ｙを混合した混合ガ
スの多成分混合スペクトルは符号Ｓａ〜Ｓｄに示す各ピ
ークａ〜ｄの強度を示している。
ペクトルは符号ａ1 〜ｄ1 に示す各ピークａ〜ｄの強度
を示しており、図７（Ｂ）に示すように化合物Ｙの標準
スペクトルは符号ａ2 〜ｄ2 に示す各ピークａ〜ｄの強
度を示している。また、図７（Ｃ）に示すようにそれぞ
れ濃度ｘ，ｙの分量の両化合物Ｘ，Ｙを混合した混合ガ
スの多成分混合スペクトルは符号Ｓａ〜Ｓｄに示す各ピ
ークａ〜ｄの強度を示している。
【０００７】したがって、図７に示した各スペクトルか
ら以下に示す式（１）〜式（４）を導き出すことができ
る。 Ｓａ＋Ｅａ＝ａ1 ｘ＋ａ2 ｙ … 式（１） Ｓｂ＋Ｅｂ＝ｂ1 ｘ＋ｂ2 ｙ … 式（２） Ｓｃ＋Ｅｃ＝ｃ1 ｘ＋ｃ2 ｙ … 式（３） Ｓｄ＋Ｅｄ＝ｄ1 ｘ＋ｄ2 ｙ … 式（４） 但し、Ｅａ〜Ｅｄは各ピークの誤差を示している。
ら以下に示す式（１）〜式（４）を導き出すことができ
る。 Ｓａ＋Ｅａ＝ａ1 ｘ＋ａ2 ｙ … 式（１） Ｓｂ＋Ｅｂ＝ｂ1 ｘ＋ｂ2 ｙ … 式（２） Ｓｃ＋Ｅｃ＝ｃ1 ｘ＋ｃ2 ｙ … 式（３） Ｓｄ＋Ｅｄ＝ｄ1 ｘ＋ｄ2 ｙ … 式（４） 但し、Ｅａ〜Ｅｄは各ピークの誤差を示している。
【０００８】そして、多変量解析法では前記式（１）〜
式（４）を最小自乗法などを用いて解析し、誤差Ｅａ〜
Ｅｄが最小になるように各係数ｘ，ｙを求めることが行
われている。
式（４）を最小自乗法などを用いて解析し、誤差Ｅａ〜
Ｅｄが最小になるように各係数ｘ，ｙを求めることが行
われている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記質
量分析計がガスクロマトグラフを有する場合には、ガス
クロマトグラフによってガスを分離する時間が必要であ
るから、リアルタイムの測定を行うことができないとい
う問題があった。
量分析計がガスクロマトグラフを有する場合には、ガス
クロマトグラフによってガスを分離する時間が必要であ
るから、リアルタイムの測定を行うことができないとい
う問題があった。
【００１０】また、多変量解析を用いて測定された多成
分混合スペクトルの解析を行う場合には、最小自乗法に
よる計算アルゴリズムが複雑であるから、測定結果の検
証も難しかった。加えて、複雑なアルゴリズムによる演
算には経験の豊富なプログラマによる複雑なプログラム
を必要としており、多額の開発費を必要としていた。さ
らに、この複雑なアルゴリズムによる演算を行なうには
多くの時間を必要としており、リアルタイムの測定を行
なうことの障害となっていた。そして、演算時間を短縮
するためにはより高性能な演算処理部を必要としてい
た。
分混合スペクトルの解析を行う場合には、最小自乗法に
よる計算アルゴリズムが複雑であるから、測定結果の検
証も難しかった。加えて、複雑なアルゴリズムによる演
算には経験の豊富なプログラマによる複雑なプログラム
を必要としており、多額の開発費を必要としていた。さ
らに、この複雑なアルゴリズムによる演算を行なうには
多くの時間を必要としており、リアルタイムの測定を行
なうことの障害となっていた。そして、演算時間を短縮
するためにはより高性能な演算処理部を必要としてい
た。
【００１１】加えて、とりわけ質量分析計から出力され
る多成分混合スペクトルは、ＦＴＩＲ法による多成分混
合スペクトルに比べて各成分の分子量に合わせた整数の
質量に対するカウント数が濃度として示されるものであ
る。したがって、たとえ分子量１６６のテトラクロロエ
チレンを含む多成分混合スペクトルを解析する場合であ
っても、情報量は１６６以下であるから極めて少なく、
多変数解析を行った場合には、大きな誤差が入ってしま
う可能性があった。
る多成分混合スペクトルは、ＦＴＩＲ法による多成分混
合スペクトルに比べて各成分の分子量に合わせた整数の
質量に対するカウント数が濃度として示されるものであ
る。したがって、たとえ分子量１６６のテトラクロロエ
チレンを含む多成分混合スペクトルを解析する場合であ
っても、情報量は１６６以下であるから極めて少なく、
多変数解析を行った場合には、大きな誤差が入ってしま
う可能性があった。
【００１２】本発明は、上述の事柄を考慮に入れてなさ
れたものであって、その目的とするところは、多成分混
合ガスの定量演算に不可欠なスペクトル分離を簡便に行
うことができる多成分混合スペクトルの解析方法を提供
することにある。
れたものであって、その目的とするところは、多成分混
合ガスの定量演算に不可欠なスペクトル分離を簡便に行
うことができる多成分混合スペクトルの解析方法を提供
することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の多成分混合スペクトルの解析方法は、質量
分析計によって測定された多成分混合スペクトルを解析
する方法であって、多成分混合スペクトル中の最大質量
スペクトルから特定成分の親イオンピークの大きさを求
め、この大きさと特定成分の標準スペクトルにおける親
イオンピークの大きさとの比例計算によって特定成分の
割合を算出すると共に、求めた特定成分の割合と標準ス
ペクトルから特定成分の単成分スペクトルを求め、この
単成分スペクトルを前記多成分混合スペクトルから差し
引くことにより多成分混合スペクトルに含まれる成分を
順次漸減して、各成分の割合を算出することを特徴とし
ている。
に、本発明の多成分混合スペクトルの解析方法は、質量
分析計によって測定された多成分混合スペクトルを解析
する方法であって、多成分混合スペクトル中の最大質量
スペクトルから特定成分の親イオンピークの大きさを求
め、この大きさと特定成分の標準スペクトルにおける親
イオンピークの大きさとの比例計算によって特定成分の
割合を算出すると共に、求めた特定成分の割合と標準ス
ペクトルから特定成分の単成分スペクトルを求め、この
単成分スペクトルを前記多成分混合スペクトルから差し
引くことにより多成分混合スペクトルに含まれる成分を
順次漸減して、各成分の割合を算出することを特徴とし
ている。
【００１４】すなわち、簡単な比例計算と減算によって
多成分混合スペクトルを解析し、混合試料に含まれる各
単成分のスペクトルを求めることができるので、従来の
多変量解析に比べて、計算のアルゴリズムを大幅に簡略
化でき、迅速な測定を行うことができる。すなわち、よ
り高速な多成分混合スペクトルの解析を行うことでリア
ルタイムの測定に寄与できる。
多成分混合スペクトルを解析し、混合試料に含まれる各
単成分のスペクトルを求めることができるので、従来の
多変量解析に比べて、計算のアルゴリズムを大幅に簡略
化でき、迅速な測定を行うことができる。すなわち、よ
り高速な多成分混合スペクトルの解析を行うことでリア
ルタイムの測定に寄与できる。
【００１５】また、質量分析計によって測定される多成
分混合スペクトルにおいて、質量数が最大であるピーク
は、測定対象成分に含まれる最大質量を有する分子が壊
れることなく測定されたものであるから、この測定対象
成分に含まれる各成分の分子量が同一でないかぎり、最
大質量スペクトルは、単一の測定成分による親イオンピ
ークと考えることができる。すなわち、他成分の干渉影
響を受けないピーク値を容易に選択することができ、質
量分析計によって測定された多成分混合スペクトルの解
析をより簡単に行うことができる。
分混合スペクトルにおいて、質量数が最大であるピーク
は、測定対象成分に含まれる最大質量を有する分子が壊
れることなく測定されたものであるから、この測定対象
成分に含まれる各成分の分子量が同一でないかぎり、最
大質量スペクトルは、単一の測定成分による親イオンピ
ークと考えることができる。すなわち、他成分の干渉影
響を受けないピーク値を容易に選択することができ、質
量分析計によって測定された多成分混合スペクトルの解
析をより簡単に行うことができる。
【００１６】加えて、質量分析計ではそのイオン化法と
して電子衝撃（ＥＩ）法が広く用いられており、測定対
象に７０ｅＶのエネルギーを与えてこれをイオン化す
る。この時に発生する親イオンと娘イオン（フラグメン
ト）の構成（すなわち質量）および割合は所定のもので
あることが確認されている。そして、これが各成分の標
準スペクトルとして定められている。したがって、前記
親イオンピーク値と標準スペクトルとを比例計算するこ
とにより、最大分子量を有する特定成分によるスペクト
ルを多成分混合スペクトルから抽出し、簡単かつ確実に
単成分を分離できる。
して電子衝撃（ＥＩ）法が広く用いられており、測定対
象に７０ｅＶのエネルギーを与えてこれをイオン化す
る。この時に発生する親イオンと娘イオン（フラグメン
ト）の構成（すなわち質量）および割合は所定のもので
あることが確認されている。そして、これが各成分の標
準スペクトルとして定められている。したがって、前記
親イオンピーク値と標準スペクトルとを比例計算するこ
とにより、最大分子量を有する特定成分によるスペクト
ルを多成分混合スペクトルから抽出し、簡単かつ確実に
単成分を分離できる。
【００１７】また、多成分混合スペクトルから、各成分
の単成分スペクトルを順次漸減することにより、最終的
に残された成分の単成分スペクトルだけを取り出すこと
ができる。そして、この残された単成分スペクトルを標
準スペクトルと比較することにより、測定結果の検証を
容易に行うことができる。
の単成分スペクトルを順次漸減することにより、最終的
に残された成分の単成分スペクトルだけを取り出すこと
ができる。そして、この残された単成分スペクトルを標
準スペクトルと比較することにより、測定結果の検証を
容易に行うことができる。
【００１８】すなわち、ｎ成分の混合試料を測定して得
られた多成分混合スペクトルを解析する場合、ｎ−１回
だけ前記繰り返し減算を行なうだけで全成分を分離で
き、多成分混合スペクトルの解析を行なう演算のステッ
プ数を可及的に少なくすることができ、それだけ迅速に
結果を出力することができる。
られた多成分混合スペクトルを解析する場合、ｎ−１回
だけ前記繰り返し減算を行なうだけで全成分を分離で
き、多成分混合スペクトルの解析を行なう演算のステッ
プ数を可及的に少なくすることができ、それだけ迅速に
結果を出力することができる。
【００１９】とりわけ、質量分析計で求められる多成分
混合スペクトルは質量数の情報が整数のみである場合が
多く、多変量解析では高精度な定量演算を行なうことは
困難であるが、本発明に示す多成分混合スペクトルの解
析方法によって解析することにより、より高精度な計算
が期待できる。
混合スペクトルは質量数の情報が整数のみである場合が
多く、多変量解析では高精度な定量演算を行なうことは
困難であるが、本発明に示す多成分混合スペクトルの解
析方法によって解析することにより、より高精度な計算
が期待できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の多成分混合スペク
トルの解析方法を実施する質量分析装置１の一例を示す
図である。本例の質量分析装置１は化学プラントにおけ
る品質管理を行うためのものであり、質量分析計２と、
この質量分析計２に接続された情報処理装置３と、ポン
プ４とサンプリングプローブ５とを有している。また、
６は例えば化学プラントの薬品流路である。
トルの解析方法を実施する質量分析装置１の一例を示す
図である。本例の質量分析装置１は化学プラントにおけ
る品質管理を行うためのものであり、質量分析計２と、
この質量分析計２に接続された情報処理装置３と、ポン
プ４とサンプリングプローブ５とを有している。また、
６は例えば化学プラントの薬品流路である。
【００２１】本例では前記薬品流路６に流れるサンプル
ガスＳはベンゼン（Ｃ6 Ｈ6 ）、トリクロロエチレン
（Ｃ2 Ｃｌ3 ）、テトラクロロエチレン（Ｃ2 Ｃｌ4 ）
を混合してなるものであり、質量分析計２によってこれ
ら各成分Ｃ6 Ｈ6 、Ｃ2 Ｃｌ3、Ｃ2 Ｃｌ4 の濃度を連
続的に測定する。
ガスＳはベンゼン（Ｃ6 Ｈ6 ）、トリクロロエチレン
（Ｃ2 Ｃｌ3 ）、テトラクロロエチレン（Ｃ2 Ｃｌ4 ）
を混合してなるものであり、質量分析計２によってこれ
ら各成分Ｃ6 Ｈ6 、Ｃ2 Ｃｌ3、Ｃ2 Ｃｌ4 の濃度を連
続的に測定する。
【００２２】また、情報処理装置３は例えばＳＣＳＩケ
ーブルＣによって、質量分析計２と接続されており、質
量分析計２によってサンプルガスＳをリアルタイムに測
定して得られたマススペクトルＭ（後述するＭBTT ）が
入力される。情報処理装置３は例えばディスプレイ３ｄ
を有しており、測定されたマススペクトルＭなどをグラ
フィックによって出力したり、質量分析計２によって測
定された多成分混合スペクトルを解析して得られた各成
分の濃度をテキストＴによって出力できるようにしてい
る。
ーブルＣによって、質量分析計２と接続されており、質
量分析計２によってサンプルガスＳをリアルタイムに測
定して得られたマススペクトルＭ（後述するＭBTT ）が
入力される。情報処理装置３は例えばディスプレイ３ｄ
を有しており、測定されたマススペクトルＭなどをグラ
フィックによって出力したり、質量分析計２によって測
定された多成分混合スペクトルを解析して得られた各成
分の濃度をテキストＴによって出力できるようにしてい
る。
【００２３】さらに、前記質量分析計２にも簡単な表示
部２ｄを設けて、情報処理装置３によって求められた各
成分Ｃ6 Ｈ6 、Ｃ2 Ｃｌ3 、Ｃ2 Ｃｌ4 の濃度をテキス
トＴによって表示できるようにしている。なお、本例で
は、情報処理装置３が質量分析計２と別体に設けられた
例を開示しているが、本発明はこれに限られるものでは
なく、情報処理装置３が質量分析計２に組み込まれたマ
イコンであってもよい。
部２ｄを設けて、情報処理装置３によって求められた各
成分Ｃ6 Ｈ6 、Ｃ2 Ｃｌ3 、Ｃ2 Ｃｌ4 の濃度をテキス
トＴによって表示できるようにしている。なお、本例で
は、情報処理装置３が質量分析計２と別体に設けられた
例を開示しているが、本発明はこれに限られるものでは
なく、情報処理装置３が質量分析計２に組み込まれたマ
イコンであってもよい。
【００２４】前記情報処理装置３には薬品流路６を流れ
るサンプルガスＳに含まれる各成分Ｃ6 Ｈ6 、Ｃ2 Ｃｌ
3 、Ｃ2 Ｃｌ4 が予め登録されており、各成分Ｃ
6 Ｈ6 、Ｃ 2 Ｃｌ3 、Ｃ2 Ｃｌ4 の分子量や、これらの
成分の単位量を質量分析計２によって測定して７０ｅＶ
のエネルギーを与えたときに検出できる各単成分の標準
マススペクトル（標準スペクトル）などを記憶してい
る。
るサンプルガスＳに含まれる各成分Ｃ6 Ｈ6 、Ｃ2 Ｃｌ
3 、Ｃ2 Ｃｌ4 が予め登録されており、各成分Ｃ
6 Ｈ6 、Ｃ 2 Ｃｌ3 、Ｃ2 Ｃｌ4 の分子量や、これらの
成分の単位量を質量分析計２によって測定して７０ｅＶ
のエネルギーを与えたときに検出できる各単成分の標準
マススペクトル（標準スペクトル）などを記憶してい
る。
【００２５】例えば、本例におけるサンプル成分の一例
としてベンゼンＣ6 Ｈ6 の分子量は通常は７８であり、
同位体があるので分子量８０および８２のものもある。
同様にトリクロロエチレンＣ2 Ｃｌ3 の分子量は１２９
であり、同位体があるので分子量１３１，１３３のもの
もある。また、テトラクロロエチレンＣ2 Ｃｌ4 の分子
量は１６４であり、同位体があるので分子量１６６，１
６８のものもある。これらはそれぞれ質量分析計２内で
そのままイオンになることにより親イオンピークを生成
する。
としてベンゼンＣ6 Ｈ6 の分子量は通常は７８であり、
同位体があるので分子量８０および８２のものもある。
同様にトリクロロエチレンＣ2 Ｃｌ3 の分子量は１２９
であり、同位体があるので分子量１３１，１３３のもの
もある。また、テトラクロロエチレンＣ2 Ｃｌ4 の分子
量は１６４であり、同位体があるので分子量１６６，１
６８のものもある。これらはそれぞれ質量分析計２内で
そのままイオンになることにより親イオンピークを生成
する。
【００２６】図２は上述した三成分を混合したサンプル
ガスＳを測定したときの三成分混合マススペクトルＭ
BTT （多成分混合スペクトル）の一例を示す図である。
図２に示す三成分混合マススペクトルＭBTT はバックグ
ランドを差し引いたものである。なお、図中の右端に開
示された最大質量スペクトルＭBTT1はサンプルガスＳ中
において最大質量数１６４，１６６，１６８を有するテ
トラクロロエチレンＣ2Ｃｌ4 の親イオンピークであ
る。
ガスＳを測定したときの三成分混合マススペクトルＭ
BTT （多成分混合スペクトル）の一例を示す図である。
図２に示す三成分混合マススペクトルＭBTT はバックグ
ランドを差し引いたものである。なお、図中の右端に開
示された最大質量スペクトルＭBTT1はサンプルガスＳ中
において最大質量数１６４，１６６，１６８を有するテ
トラクロロエチレンＣ2Ｃｌ4 の親イオンピークであ
る。
【００２７】図３は単位量のテトラクロロエチレンＣ2
Ｃｌ4 の標準マススペクトルＭTEを示す図である。図３
において、図中の右端に開示されたスペクトルＭTE1 は
テトラクロロエチレンＣ2 Ｃｌ4 の親イオンピークを示
しており、スペクトルＭTE2〜ＭTE6 は娘イオンによる
フラグメント強度を示している。これらの標準スペクト
ルＭTEは情報処理装置３内に記憶されており、以下の演
算に用いられる。
Ｃｌ4 の標準マススペクトルＭTEを示す図である。図３
において、図中の右端に開示されたスペクトルＭTE1 は
テトラクロロエチレンＣ2 Ｃｌ4 の親イオンピークを示
しており、スペクトルＭTE2〜ＭTE6 は娘イオンによる
フラグメント強度を示している。これらの標準スペクト
ルＭTEは情報処理装置３内に記憶されており、以下の演
算に用いられる。
【００２８】ここで、前記情報処理装置３は、図２に示
したスペクトルＭBTT1を図３に示すスペクトルＭTE1 と
比較して、比例計算によってサンプルガスＳ中に含まれ
るテトラクロロエチレンＣ2 Ｃｌ4 の割合を算出する。
したスペクトルＭBTT1を図３に示すスペクトルＭTE1 と
比較して、比例計算によってサンプルガスＳ中に含まれ
るテトラクロロエチレンＣ2 Ｃｌ4 の割合を算出する。
【００２９】次いで、前記テトラクロロエチレンＣ2 Ｃ
ｌ4 の割合をその標準スペクトルＭ TEに掛け合わせるこ
とにより、サンプルガスＳに含まれるテトラクロロエチ
レンＣ2 Ｃｌ4 の単成分の完全なスペクトルを得ること
ができ、このテトラクロロエチレンＣ2 Ｃｌ4 が図２に
示した三成分混合マススペクトルＭBTT に与える干渉影
響の大きさを算出することができる。
ｌ4 の割合をその標準スペクトルＭ TEに掛け合わせるこ
とにより、サンプルガスＳに含まれるテトラクロロエチ
レンＣ2 Ｃｌ4 の単成分の完全なスペクトルを得ること
ができ、このテトラクロロエチレンＣ2 Ｃｌ4 が図２に
示した三成分混合マススペクトルＭBTT に与える干渉影
響の大きさを算出することができる。
【００３０】図４は図２に示した三成分混合マススペク
トルＭBTT から、サンプルガスＳに含まれるテトラクロ
ロエチレンＣ2 Ｃｌ4 の干渉影響を差し引くことにより
生成した二成分混合マススクトルＭBTを示している。図
４において、右端に開示された最大質量スペクトルＭ
BT1 はサンプルガスＳの残された成分中において最大質
量数１２９，１３１，１３３を有するトリクロロエチレ
ンＣ2 Ｃｌ3 の親イオンピークを示している。
トルＭBTT から、サンプルガスＳに含まれるテトラクロ
ロエチレンＣ2 Ｃｌ4 の干渉影響を差し引くことにより
生成した二成分混合マススクトルＭBTを示している。図
４において、右端に開示された最大質量スペクトルＭ
BT1 はサンプルガスＳの残された成分中において最大質
量数１２９，１３１，１３３を有するトリクロロエチレ
ンＣ2 Ｃｌ3 の親イオンピークを示している。
【００３１】図５は単位量のトリクロロエチレンＣ2 Ｃ
ｌ3 の標準マススペクトルＭTOを示す図である。図５に
おいて、図中の右端に開示されたスペクトルＭTO1 はト
リクロロエチレンＣ2 Ｃｌ3 の親イオンピークを示して
おり、スペクトルＭTO2 〜Ｍ TO7 は娘イオンによるフラ
グメント強度を示している。
ｌ3 の標準マススペクトルＭTOを示す図である。図５に
おいて、図中の右端に開示されたスペクトルＭTO1 はト
リクロロエチレンＣ2 Ｃｌ3 の親イオンピークを示して
おり、スペクトルＭTO2 〜Ｍ TO7 は娘イオンによるフラ
グメント強度を示している。
【００３２】したがって、前記情報処理装置３は、図４
に示したスペクトルＭBT1 を図５に示すスペクトルＭ
TO1 と比較して、比例計算によってサンプルガスＳ中に
含まれるトリクロロエチレンＣ2 Ｃｌ3 の割合を算出
し、これを標準スペクトルＭTOに掛け合わせてトリクロ
ロエチレンＣ2 Ｃｌ3 が図４に示した二成分混合マスス
ペクトルＭBTに与える干渉影響の大きさを算出すること
ができる。
に示したスペクトルＭBT1 を図５に示すスペクトルＭ
TO1 と比較して、比例計算によってサンプルガスＳ中に
含まれるトリクロロエチレンＣ2 Ｃｌ3 の割合を算出
し、これを標準スペクトルＭTOに掛け合わせてトリクロ
ロエチレンＣ2 Ｃｌ3 が図４に示した二成分混合マスス
ペクトルＭBTに与える干渉影響の大きさを算出すること
ができる。
【００３３】図６は図４に示した二成分混合マススペク
トルＭBTから、トリクロロエチレンＣ2 Ｃｌ3 による影
響を取り除いて生成したマススクトルＭB を示してい
る。本例の場合、サンプルガスＳが三成分（テトラクロ
ロエチレンＣ2 Ｃｌ4 、トリクロロエチレンＣ2 Ｃ
ｌ3 、ベンゼンＣ6 Ｈ6 ）からなるので、図６に示すマ
ススペクトルＭB はベンゼンＣ6 Ｈ6 の単成分のスペク
トルであると考えられる。
トルＭBTから、トリクロロエチレンＣ2 Ｃｌ3 による影
響を取り除いて生成したマススクトルＭB を示してい
る。本例の場合、サンプルガスＳが三成分（テトラクロ
ロエチレンＣ2 Ｃｌ4 、トリクロロエチレンＣ2 Ｃ
ｌ3 、ベンゼンＣ6 Ｈ6 ）からなるので、図６に示すマ
ススペクトルＭB はベンゼンＣ6 Ｈ6 の単成分のスペク
トルであると考えられる。
【００３４】したがって、図６のマススペクトルＭB を
単位量のベンゼンＣ6 Ｈ6 の標準スペクトルと比較し
て、これらのピーク強度を比例計算することにより、サ
ンプルガスＳに含まれるベンゼンＣ6 Ｈ6 の定量を行う
ことができる。また、このマススペクトルＭB を標準ス
ペクトルと比較することにより、上述の演算が正確に行
われていることを確認することができ、測定結果の検証
を容易に行うことができる。
単位量のベンゼンＣ6 Ｈ6 の標準スペクトルと比較し
て、これらのピーク強度を比例計算することにより、サ
ンプルガスＳに含まれるベンゼンＣ6 Ｈ6 の定量を行う
ことができる。また、このマススペクトルＭB を標準ス
ペクトルと比較することにより、上述の演算が正確に行
われていることを確認することができ、測定結果の検証
を容易に行うことができる。
【００３５】本例の場合、３成分が混合されたサンプル
ガスＳを分離するために、特定の成分の標準マススペク
トルと比較して順次干渉成分を取り除く演算を２回行な
うだけでよく、しかも、各演算がピーク強度の簡単な比
例計算や除算でよい。すなわち、ｎ個の成分が混合され
たサンプルＳを定量分析するためにｎ−１回演算を繰り
返すことによりサンプルガスＳに含まれるサンプル数を
漸減し、各成分を分離できる。
ガスＳを分離するために、特定の成分の標準マススペク
トルと比較して順次干渉成分を取り除く演算を２回行な
うだけでよく、しかも、各演算がピーク強度の簡単な比
例計算や除算でよい。すなわち、ｎ個の成分が混合され
たサンプルＳを定量分析するためにｎ−１回演算を繰り
返すことによりサンプルガスＳに含まれるサンプル数を
漸減し、各成分を分離できる。
【００３６】したがって、多成分が混合されたマススペ
クトルを極めて高速に分離して、これを解析することが
できる。これによって質量分析計２を用いた定量分析を
行う際に、ガスクロマトグラフを用いることなくリアル
タイムの測定を行うことができる。また、演算が単純で
あるから多変量解析を行う場合のように、経験豊富なプ
ログラマが複雑なプログラムを組む必要がなく、開発が
容易に行えると共に、高度な演算機能を有する情報処理
装置３を必要としないので、構成を簡素化することに貢
献できる。
クトルを極めて高速に分離して、これを解析することが
できる。これによって質量分析計２を用いた定量分析を
行う際に、ガスクロマトグラフを用いることなくリアル
タイムの測定を行うことができる。また、演算が単純で
あるから多変量解析を行う場合のように、経験豊富なプ
ログラマが複雑なプログラムを組む必要がなく、開発が
容易に行えると共に、高度な演算機能を有する情報処理
装置３を必要としないので、構成を簡素化することに貢
献できる。
【００３７】なお、本発明では簡単な線型の計算によっ
て多成分混合スペクトルを解析する方法を開示するもの
であるから、各ピークが飽和するなどして測定結果が非
線形にならないようすることがスペクトル分離および濃
度演算の前提条件であることは言うまでもない。
て多成分混合スペクトルを解析する方法を開示するもの
であるから、各ピークが飽和するなどして測定結果が非
線形にならないようすることがスペクトル分離および濃
度演算の前提条件であることは言うまでもない。
【００３８】また、上述の例では、多成分混合スペクト
ルの解析方法を説明するためにサンプルガスＳを質量分
析計２によって分析する例を開示しているが、本発明は
測定対象試料をガスに限定するものではない。同様に、
測定対象成分も上述した三成分に限定されるものでない
ことは言うまでもない。
ルの解析方法を説明するためにサンプルガスＳを質量分
析計２によって分析する例を開示しているが、本発明は
測定対象試料をガスに限定するものではない。同様に、
測定対象成分も上述した三成分に限定されるものでない
ことは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な比例計算と減算によって多成分混合スペクトルを
解析し、混合試料に含まれる各単成分のスペクトルを求
めることができるので、従来の多変量解析に比べて、計
算のアルゴリズムを大幅に簡略化でき、迅速な測定を行
うことができる。すなわち、より安価な演算処理装置を
用いて高速な多成分混合スペクトルの解析を行うことを
可能とすると共に、リアルタイムの測定に寄与できる。
簡単な比例計算と減算によって多成分混合スペクトルを
解析し、混合試料に含まれる各単成分のスペクトルを求
めることができるので、従来の多変量解析に比べて、計
算のアルゴリズムを大幅に簡略化でき、迅速な測定を行
うことができる。すなわち、より安価な演算処理装置を
用いて高速な多成分混合スペクトルの解析を行うことを
可能とすると共に、リアルタイムの測定に寄与できる。
【００４０】また、質量分析計によって測定される多成
分混合スペクトルにおいて、質量数が最大であるピーク
は、測定対象成分に含まれる最大質量を有する分子が壊
れることなく測定されたものであるから、この測定対象
成分に含まれる各成分の分子量が同一でないかぎり、最
大質量スペクトルは、単一の測定成分による親イオンピ
ークと考えることができる。すなわち、他成分の干渉影
響を受けないピーク値を容易に選択することができ、質
量分析計によって測定された多成分混合スペクトルの解
析をより簡単に行うことができる。
分混合スペクトルにおいて、質量数が最大であるピーク
は、測定対象成分に含まれる最大質量を有する分子が壊
れることなく測定されたものであるから、この測定対象
成分に含まれる各成分の分子量が同一でないかぎり、最
大質量スペクトルは、単一の測定成分による親イオンピ
ークと考えることができる。すなわち、他成分の干渉影
響を受けないピーク値を容易に選択することができ、質
量分析計によって測定された多成分混合スペクトルの解
析をより簡単に行うことができる。
【図１】本発明の多成分混合スペクトルの解析方法を実
施する例を示す図である。
施する例を示す図である。
【図２】三成分混合マススペクトルの一例を示す図であ
る。
る。
【図３】単位量のテトラクロロエチレンのマススペクト
ルを示す図である。
ルを示す図である。
【図４】演算途中の状態を示す二成分混合マススペクト
ルの例を示す図である。
ルの例を示す図である。
【図５】単位量のトリクロロエチレンのマススペクトル
を示す図である。
を示す図である。
【図６】ベンゼンのマススペクトルを示す図である。
【図７】多成分解析法を説明する図である。
１…質量分析装置、２…質量分析計、３…情報処理装
置、ＭBTT ，ＭBT…多成分混合スペクトル、ＭBTT1, Ｍ
BT1 …親イオンピーク、ＭTE，ＭTO…標準スペクトル。
置、ＭBTT ，ＭBT…多成分混合スペクトル、ＭBTT1, Ｍ
BT1 …親イオンピーク、ＭTE，ＭTO…標準スペクトル。
Claims (1)
- 【請求項１】 質量分析計によって測定された多成分混
合スペクトルを解析する方法であって、多成分混合スペ
クトル中の最大質量スペクトルから特定成分の親イオン
ピークの大きさを求め、この大きさと特定成分の標準ス
ペクトルにおける親イオンピークの大きさとの比例計算
によって特定成分の割合を算出すると共に、求めた特定
成分の割合と標準スペクトルから特定成分の単成分スペ
クトルを求め、この単成分スペクトルを前記多成分混合
スペクトルから差し引くことにより多成分混合スペクト
ルに含まれる成分を順次漸減して、各成分の割合を算出
することを特徴とする多成分混合スペクトルの解析方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000181712A JP2002005890A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 多成分混合スペクトルの解析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000181712A JP2002005890A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 多成分混合スペクトルの解析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002005890A true JP2002005890A (ja) | 2002-01-09 |
Family
ID=18682594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000181712A Pending JP2002005890A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 多成分混合スペクトルの解析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002005890A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005528606A (ja) * | 2002-05-31 | 2005-09-22 | ウオーターズ・インベストメンツ・リミテツド | クロマトグラフィ／分光測定データの解析でデータビンニングを用いる方法 |
| JP2007285719A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-11-01 | Shimadzu Corp | 質量分析データ解析方法 |
| JP2008500537A (ja) * | 2004-05-24 | 2008-01-10 | ブリガム・ヤング・ユニバーシティ | 分光計によって生成されたデータからスペクトルを抽出するためのシステム及び方法 |
| CN109283265A (zh) * | 2017-07-21 | 2019-01-29 | 日本株式会社日立高新技术科学 | 质量分析装置和质量分析方法 |
| KR20190085842A (ko) * | 2018-01-11 | 2019-07-19 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크 사이언스 | 질량 분석 장치 및 질량 분석 방법 |
| JP2020094892A (ja) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | 日本電子株式会社 | マススペクトル解析装置及び方法 |
-
2000
- 2000-06-16 JP JP2000181712A patent/JP2002005890A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| TWI770190B (zh) * | 2017-07-21 | 2022-07-11 | 日商日立高新技術科學股份有限公司 | 質量分析裝置以及質量分析方法 |
| KR20190010426A (ko) * | 2017-07-21 | 2019-01-30 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크 사이언스 | 질량 분석 장치 및 질량 분석 방법 |
| JP2019023571A (ja) * | 2017-07-21 | 2019-02-14 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 質量分析装置及び質量分析方法 |
| US10636638B2 (en) | 2017-07-21 | 2020-04-28 | Hitatchi High-Tech Science Corporation | Mass analysis apparatus and method |
| US10847355B2 (en) | 2017-07-21 | 2020-11-24 | Hitachi High-Tech Science Corporation | Mass analysis apparatus and method |
| CN109283265A (zh) * | 2017-07-21 | 2019-01-29 | 日本株式会社日立高新技术科学 | 质量分析装置和质量分析方法 |
| CN109283265B (zh) * | 2017-07-21 | 2023-02-28 | 日本株式会社日立高新技术科学 | 质量分析装置和质量分析方法 |
| KR102556760B1 (ko) * | 2017-07-21 | 2023-07-18 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크 사이언스 | 질량 분석 장치 및 질량 분석 방법 |
| KR20190085842A (ko) * | 2018-01-11 | 2019-07-19 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크 사이언스 | 질량 분석 장치 및 질량 분석 방법 |
| CN110031582A (zh) * | 2018-01-11 | 2019-07-19 | 日本株式会社日立高新技术科学 | 质量分析装置和质量分析方法 |
| KR102545416B1 (ko) | 2018-01-11 | 2023-06-20 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크 사이언스 | 질량 분석 장치 및 질량 분석 방법 |
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