JP2003066020A

JP2003066020A - 分析システム

Info

Publication number: JP2003066020A
Application number: JP2001252104A
Authority: JP
Inventors: Kazuko Yamashita; 和子山下; Masahiko Okamoto; 昌彦岡本; Kiyoshi Nakai; 清中井
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2003-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】試料中の微量成分をできるだけ損失しないよ
うに流路を構成することで、質量分析装置において微量
成分のマススペクトル測定が行えるような分析システム
を提供する。【解決手段】第１ＬＣ部１にて分離された各種成分の
うち、目的成分を分取するサンプルループと、上記サン
プルループに分取された目的成分を吸着する成分濃縮用
のプレカラム４と、第２ＬＣ部の送液ポンプ２によりプ
レカラム４から溶出分離された目的成分に対して質量分
析を行って成分のマススペクトル測定を行うＭＳ部３と
を備える。第１ＬＣ部１からサンプルループまでの第１
流路と、サンプルループからプレカラム４までの第２流
路と、プレカラム４から上記第２流路の一部を通りＭＳ
部３までの第３流路との切り替えが八方バルブ８で行わ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体クロマトグラ
フ装置と質量分析装置とを連結して、試料中の微量成分
を分離してそのマススペクトルを測定する分析システム
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、試料中の各種成分を分離する
ために、液体クロマトグラフ装置が使用され、分離され
た成分のマススペクトルを測定するために、質量分析装
置が使用されている。

【０００３】そして、目的成分の分離および質量分析を
効率よく行うために、液体クロマトグラフ装置による試
料の成分分離と、分離された成分の質量分析装置による
測定とをオンラインで行うシステムが提案されている。
このようなシステムの一例としては、株式会社島津製作
所の『Ｃｏ−ＳｅｎｓｅｆｏｒＬＣ−ＭＳ』や特開
平３−１７５３５５号公報に開示されたシステム（以
下、ＬＣ−ＭＳシステムと称する）がある。

【０００４】上記ＬＣ−ＭＳシステムは、例えば、図１
６に示すように、液体クロマトグラフ装置（ＬＣ）にて
分離された成分を分取するためのサンプルループが形成
された第１六方バルブ１０１と、分取された成分を濃縮
して、質量分析装置（ＭＳ）に送出するための第２六方
バルブ１０２とを備えている。

【０００５】上記ＬＣ−ＭＳシステムでは、上記の第１
六方バルブ１０１と第２六方バルブ１０２とにより流路
を切り替えることで、目的成分の分取工程と、濃縮工程
と、溶出工程とが実行される。

【０００６】まず、目的成分の分取工程では、図１６に
示すように、ＬＣからの試料がサンプルループに送出さ
れるように、第１六方バルブ１０１を切り替える。この
ようにして、目的成分の分取が行われる。

【０００７】次に、目的成分の濃縮工程では、図１７に
示すように、サンプルループに分取された目的成分を第
２六方バルブ１０２側に送出するために、第１六方バル
ブ１０１を切り替えてポンプ１０３を駆動させる。

【０００８】上記ポンプ１０３により送出される溶液
（水）によってサンプルループ内の分取された目的成分
を第２六方バルブ１０２に送り出す。このとき、第２六
方バルブ１０２は、第１六方バルブ１０１から送出され
る試料がカラム１０４を通るように切り替えられる。こ
のようにして、上記カラム１０４では、第１六方バルブ
１０１から送出される試料に含まれる目的成分が吸着さ
れる。

【０００９】続いて、目的成分の溶出工程では、図１８
に示すように、カラム１０４に吸着された目的成分を溶
出してＭＳに送出するために、第２六方バルブ１０２を
切り替えてポンプ１０５を駆動させる。

【００１０】上記ポンプ１０５によって送出される溶液
（溶媒）によって、カラム１０４内に吸着された目的成
分を溶出し、その溶液をカラム１０６を通してＭＳに送
出する。ここで、カラム１０６は、目的成分を更に分離
精製すると共に、濃縮するためのカラムである。

【００１１】上記構成のＬＣ−ＭＳシステムによれば、
濃縮された目的成分がＭＳに送出され、該ＭＳにおい
て、目的成分のマススペクトルの測定が行われる。ここ
で、精密質量測定を行う際には、標準物質のマススペク
トルに基づいて目的成分のマススペクトルの質量校正が
行われる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＬ
Ｃ−ＭＳシステムでは、目的成分の分取、濃縮、溶出測
定の各工程において、流路の切り替えに、汎用性の高い
六方バルブが用いられている。このため、目的成分の分
取を行うサンプルループに接続されたバルブ（第１六方
バルブ１０１）と、目的成分の吸着および溶出を行うカ
ラム１０４に接続されたバルブ（第２六方バルブ１０
２）の少なくとも２つのバルブを必要とする。

【００１３】このように流路を切り替えるためのバルブ
の数が多くなれば、必然的に、ＬＣ−ＭＳシステム内の
流路の複雑化および長大化を招来する。そして、流路が
長くなれば、該流路内で成分の損失が大きくなる。この
影響は、試料中の含有量の少ない成分、特に試料全体の
およそ１％以下の成分、いわゆる微量成分に対しては非
常に大きくなる。

【００１４】したがって、流路内での損失が大きけれ
ば、質量分析装置において微量成分のマススペクトルの
測定を行うことができないという問題が生じる。

【００１５】また、エレクトロスプレーイオン化法を用
いた質量分析装置では、精密質量測定を行う際に、目的
成分と標準物質とを同時に該質量分析装置に導入してマ
ススペクトルを測定すると、質量分析装置に導入される
目的成分と標準物質のイオン化効率のコントロールがで
きず、目的成分由来のイオンと標準物質由来のイオンと
が競合するなどの問題が生じやすく、この結果、目的成
分の精密質量測定を適切に行うことができないという問
題が生じる。

【００１６】本発明は、上記の各問題点を解決するため
になされたもので、その目的は、試料中の微量成分をで
きるだけ損失しないように流路を構成し、さらに、目的
成分由来のイオンと標準物質由来のイオンとが競合しな
いように目的成分および標準物質を導入する手段を設け
ることで、質量分析装置において微量成分の精密質量測
定が行えるような分析システムを提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決するために、鋭意検討した結果、分離された試
料中の目的成分を分取するのに必要な流路と、分取した
目的成分を濃縮するのに必要な流路と、濃縮した目的成
分を質量分析するのに必要な流路との切り替えを一つの
切り替えバルブを用いて行うことで、分析システム全体
の流路を短く、且つ簡潔にできることを見出した。

【００１８】したがって、本発明の分析システムは、試
料中の各種成分を分離する第１液体クロマトグラフ装置
と、上記第１液体クロマトグラフ装置にて分離された各
種成分のうち、目的成分を分取するサンプルループと、
上記サンプルループに分取された目的成分を吸着するカ
ラムと、上記カラムに吸着された目的成分を溶出分離す
る第２液体クロマトグラフ装置と、上記第２液体クロマ
トグラフ装置にて上記カラムから溶出分離された目的成
分のマススペクトルを測定する質量分析装置とを備え、
上記第１液体クロマトグラフ装置からサンプルループま
での第１流路と、上記サンプルループから上記カラムま
での第２流路と、上記カラムから上記第２流路の一部を
通り上記質量分析装置までの第３流路との切り替えが一
つの切り替えバルブで行われていることを特徴としてい
る。

【００１９】上記の構成によれば、上記切り替えバルブ
により第１流路に切り替えられたとき、第１液体クロマ
トグラフ装置により分離された成分のうちの目的とする
成分がサンプルループ内に分取される（分取工程）。ま
た、上記切り替えバルブにより第２流路に切り替えられ
たとき、サンプルループ内で分取された成分がカラムに
よって吸着される（濃縮工程）。さらに、上記切り替え
バルブにより第３流路に切り替えられたとき、上記第２
液体クロマトグラフ装置によりカラム内の吸着成分が溶
出され、この溶出された成分のマススペクトルが質量分
析装置により測定される（溶出測定工程）。

【００２０】このように、試料中の目的成分の分取、濃
縮、溶出測定の各工程を実行するための流路（第１〜第
３流路）が一つの切り替えバルブで切り替えられること
で、３つの流路の分岐点が一つで済むようになり、この
結果、分析システム全体の流路、すなわち目的成分を分
離測定するに至る流路（第１液体クロマトグラフ装置か
ら質量分析装置に至る流路）を短くすることができる。

【００２１】したがって、第１液体クロマトグラフ装置
によって分離分取された成分、すなわち目的成分が微量
成分の場合であっても、流路が長いことに起因する損失
を低減することができるので、分析に必要な量の微量成
分を質量分析装置に供給することができ、この結果、微
量成分のマススペクトルの測定を感度よく、且つ精度よ
く行うことができる。

【００２２】しかも、カラムから質量分析装置までの第
３流路の一部が、サンプルループからカラムまでの第２
流路の一部と共有され、第２流路を使用する濃縮工程で
目的成分が吸着されたカラムに、第３流路を使用する溶
出測定工程においては、第２流路とは逆向きに溶媒が流
れて目的成分が溶出されるようになるので、目的成分を
さらに濃縮することができ、目的成分の測定感度をさら
に向上させることができる。

【００２３】上記切り替えバルブとして、八方バルブを
使用してもよい。

【００２４】上記八方バルブは、二度の状態切り替えで
３つの流路を切り替えることができる。つまり、上記八
方バルブは、第１流路と第３流路とが開放状態となると
き、第２流路が閉塞状態となり、また、第２流路が開放
状態となるとき、第１流路と第３流路とが閉塞状態とな
るように、２回の動作切り替えで、それぞれの流路を切
り替えるようにすればよい。

【００２５】なお、八方バルブの他に、バルブ数が８＋
（２ｎ−２）本（ｎは自然数）以上のバルブであれば、
２回の動作切り替えで、３つの流路を切り替えることが
可能となる。例えば１０方バルブ、１２方バルブ等を八
方バルブの代替品とすることも可能である。

【００２６】また、上記第３流路上に、上記カラムから
溶出された目的成分を含む溶液と、質量数既知の標準物
質を含む溶液との送出を切り替えて上記質量分析装置に
送り込むための切替手段を設け、この切替手段が、目的
成分を含む溶液が質量分析装置に送り込まれる直前また
は送り込まれた直後に標準物質を含む溶液が該質量分析
装置に送り込まれるように、それぞれの溶液の送出を切
り替えるようにしてもよい。

【００２７】この場合、切替手段により目的成分を含む
溶液と標準物質を含む溶液との送液を切り替えて該質量
分析装置に送り込むようになるので、目的成分と標準物
質の量比のコントロールがしやすくなる。これにより、
質量分析装置内において、目的成分由来のイオンと、標
準物質由来のイオンとが競合しないように、目的成分と
標準物質の量比をコントロールすることができる。

【００２８】したがって、目的成分、特に測定感度を要
する微量成分由来のイオンから得られるマススペクトル
において、標準物質由来のイオンによる影響を殆ど受け
ないようになるので、質量分析装置において、導入され
る物質のイオン化の容易さ等の影響を受けずに済む。

【００２９】このため、目的成分が微量成分であって
も、試料を質量分析装置に１回導入するだけで、確実に
質量分析を行うことができるので、試料を何回も導入し
て条件検討する必要がなくなり、分析の手間と分析に要
する試料の量を大幅に削減することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について説
明すれば、以下の通りである。

【００３１】本実施の形態に係る分析システムは、図１
に示すように、液体クロマトグラフ装置としての第１Ｌ
Ｃ部１および第２ＬＣ部（送液ポンプ２、マイクロカラ
ム５、ＵＶ６）と、質量分析装置としてのＭＳ部３とを
備え、試料中から目的成分の分離と質量分析とをオンラ
インで行うようになっている。

【００３２】上記分析システムは、８個のポート〜
を有する切り替えバルブとしての八方バルブ８を備え、
この八方バルブ８を中心に、第１ＬＣ部１、第２ＬＣ部
の送液ポンプ２、ＭＳ部３が接続されるように構成され
ている。

【００３３】すなわち、上記八方バルブ８のポートに
は、第１ＬＣ部１が接続され、ポートには、プレカラ
ム４、六方バルブ９を介して第２ＬＣ部の送液ポンプ２
が接続され、ポートには、第２ＬＣ部のマイクロカラ
ム５、第２ＬＣ部のＵＶ６、切替器（切替手段）７を介
してＭＳ部３が接続されている。

【００３４】また、上記八方バルブ８の残りのポートの
うち、ポートおよびは廃液部（waste ）に接続さ
れ、ポートとは互いに連結されてサンプルループを
形成している。なお、ポートは盲栓により塞がれた状
態となっている。

【００３５】上記第１ＬＣ部１は、コンベンショナルな
液体クロマトグラフ装置、すなわち流量範囲が０．２〜
１ｍｌ／ｍｉｎ、試料負荷量が１〜１０００μｇ程度の
液体クロマトグラフ装置で構成されており、試料中の各
種成分を分離して、八方バルブ８のポートに送り出す
ようになっている。

【００３６】上記サンプルループは、第１ＬＣ部１によ
り分離された成分のうち、目的とする成分を分取するた
めのものである。

【００３７】上記プレカラム４は、八方バルブ８のポー
トを介して送られる目的成分を吸着し、濃縮するため
の濃縮用のカラムであり、目的成分の種類に応じて変更
されるものである。

【００３８】上記第２ＬＣ部は、例えばミクロ液体クロ
マトグラフ装置、すなわち流量が数μｌ／ｍｉｎ程度の
液体クロマトグラフ装置、または、ナノ液体クロマトグ
ラフ装置、すなわち流量が数百ｎｌ／ｍｉｎ程度の液体
クロマトグラフ装置で構成されており、プレカラム４に
吸着された目的成分を溶出して、その溶出した溶液を八
方バルブ８を介してマイクロカラム５に送り出すように
なっている。

【００３９】上記マイクロカラム５は、プレカラム４か
ら溶出した目的成分を含む溶液から目的成分を更に分離
精製すると共に、濃縮するためのカラムであり、目的成
分の種類に応じて適宜変更されるものである。

【００４０】なお、上記のように第１ＬＣ部１よりもス
ケールの小さい液体クロマトグラフ装置を第２ＬＣ部に
用いることにより、より濃縮された目的成分を質量分析
装置に送り出すことができ、例えばエレクトスプレーイ
オン化法を用いた質量分析の感度を高めることができ
る。

【００４１】上記マイクロカラム５の下流側に接続され
たＵＶ６は、目的成分の検出用の紫外吸光光度計からな
る検出器である。このＵＶ６の検出結果により、目的成
分が切替器７に送り込まれるタイミング、すなわちＭＳ
部３に送り込まれるタイミングを検出することができ
る。なお、目的成分の検出器としては、ＵＶ６に限定さ
れるものではなく、他の検出器、例えば、赤外吸光光度
計（ＩＲ）やけい光光度計（ＦＰ）等が使用可能であ
る。

【００４２】上記切替器７は、ＵＶ６を通過した目的成
分を含む溶液と、シリンジポンプ１１から送り出される
標準物質との送出を切り替えて、ＭＳ部３に送り出すた
めの手段である。すなわち、切替器７は、図示しない制
御手段により、目的成分を含む溶液がＭＳ部３に送り込
まれる直前または送り込まれた後、所定時間をおいて標
準物質を含む溶液が該ＭＳ部３に送り込まれるように、
それぞれの溶液の送出を切り替えるように制御されてい
る。

【００４３】上記八方バルブ８のポートととで形成
されるサンプルループ上には、例えば三方コックによ
り、該サンプルループに分取された目的成分をプレカラ
ム４に送り出すための送液ポンプ１０が接続されてい
る。この送液ポンプ１０からは、サンプルループ内の目
的成分がプレカラム４に吸着され易いように例えば水が
送られるようになっている。

【００４４】逆に、第２ＬＣ部の送液ポンプ２からは、
プレカラム４に吸着された目的成分を溶出できるような
溶媒が送り出される。

【００４５】また、上記第２ＬＣ部の送液ポンプ２とプ
レカラム４との間には、流路の切り替えのための六方バ
ルブ９が設けられている。この六方バルブ９は、６個の
ポート〜を有しており、ポートにプレカラム４が
接続され、ポートに第２ＬＣ部の送液ポンプ２が接続
され、ポートおよびは、廃液部（waste ）に接続さ
れており、プレカラム４が目的成分を吸着している間
は、ポートからポートが接続状態となり、プレカラ
ム４から目的成分が溶出する間は、ポートからポート
が接続状態となる。

【００４６】ここで、上記構成の分析システムによる分
析動作について、図１〜図３を参照しながら以下に説明
する。

【００４７】はじめに、上記八方バルブ８と六方バルブ
９とについて説明する。

【００４８】八方バルブ８は、図４（ａ）（ｂ）に示す
ように、２回の切替動作により、それぞれのポートが隣
接する一方のポートとオンライン状態となる。すなわ
ち、八方バルブ８は、図４（ａ）に示す状態、すなわち
ポートと、ポートと、ポートと、ポート
とがオンラインとなる状態と、図４（ｂ）に示す状
態、すなわち、ポートと、ポートと、ポート
と、ポートとがオンラインとなる状態とを切り替
えるようになっている。なお、オンライン状態とは、各
ポート間において溶液が送出可能となる状態を示す。

【００４９】上記の八方バルブ８として、例えばＶＩＣ
Ｉ（Valco Instruments Co. Inc.）製の『Schematic Fl
ow Diagram-2 Position Sample Injector Switching Va
lve:8 Port External Volume Sample Injector Chemine
st Models C2』を使用している。この製品は、日本では
ジーエルサイエンス株式会社が取り扱っている。なお、
八方バルブ８としては、上記のものに限定されるもので
はない。

【００５０】また、六方バルブ９は、図５（ａ）（ｂ）
に示すように、２回の切替動作により、それぞれのポー
トが隣接する一方のポートとオンライン状態となる。す
なわち、六方バルブ９は、図５（ａ）に示す状態、すな
わち、ポートと、ポートと、ポートとがオ
ンラインとなる状態と、図５（ｂ）に示す状態、すなわ
ちポートと、ポートと、ポートとがオンラ
インとなる状態とを切り替えるようになっている。

【００５１】上記六方バルブ９としては、日本において
ごく一般に用いられるバルブが使用される。

【００５２】続いて、上記構成の分析システムの分析動
作について説明する。この分析システムにおける分析動
作は、大きく分けて、目的成分を分取する分取工程と、
目的成分を濃縮する濃縮工程と、目的成分の溶出してマ
ススペクトルの測定を行う溶出測定工程との３つの工程
からなっている。

【００５３】まず、分取工程では、八方バルブ８が図４
（ａ）に示す状態になり、ポート、ポート、ポート
、ポートがオンライン状態となり、目的成分を分取
するための第１流路を形成する。これにより、図１に示
すように、第１ＬＣ部１にて分離された目的の成分が上
記第１流路（図中の太線で示した流路）を流れて該第１
流路上のサンプルループ内に取り込まれる。このとき、
サンプルループ内に分取される目的成分を希釈するため
に、送液ポンプ１０から水が０．５〜５ｍｌ／ｍｉｎで
該サンプルループ内に常に送出されている。なお、水の
送出量（水量）は、サンプルループ内の目的成分の希釈
率に依存する。

【００５４】ここで、サンプルループに取り込まれる目
的成分の分取量は、１〜２ｍｌ程度とするが、これに限
定されるものではなく、目的成分の種類や分析システム
の規模等に応じて該サンプルループの容量を変更すれば
よい。

【００５５】なお、上記の八方バルブ８の切り替えは、
該八方バルブ８が図４（ｂ）に示す状態、すなわち第１
ＬＣ部１からの成分がポートから入って、ポートか
ら排出される状態において、目的とする成分が第１ＬＣ
部１によって分離されるタイミングで行われる。

【００５６】次に、濃縮工程では、サンプルループ内に
目的成分が分取された後、八方バルブ８を図４（ｂ）に
示す状態に切り替える。これにより、図２に示すよう
に、ポートとポート、ポートとポートがオンラ
イン状態となる。このとき、サンプルループ上に接続さ
れた送液ポンプ１０から例えば水が該サンプルループに
送出される。このとき、１００ｋｇ／ｃｍ²の圧力で送
液ポンプ１０から水がサンプルループに送出されてい
る。なお、この水圧については、目的成分の種類、プレ
カラム４の種類、分析システムの規模等により適宜設定
されるものである。

【００５７】これにより、サンプルループに分取された
目的成分は、送液ポンプ１０から送出される水により希
釈されながらポート、ポートを経てプレカラム４に
送り出される。つまり、八方バルブ８が図４（ｂ）に示
す状態に切り替えられることで、図２に示すように、サ
ンプルループからポート、を経てプレカラム４に至
る第２流路（図中の太線で示す流路）を形成する。

【００５８】この場合のプレカラム４の下流側に接続さ
れた六方バルブ９は、図５（ａ）に示すように、ポート
とポートがオンライン状態となり、プレカラム４で
目的成分が吸着された後の溶媒がポートから排出され
る。

【００５９】続いて、溶出測定工程では、上記のように
して、プレカラム４に目的成分が完全に吸着されれば、
再び、八方バルブ８を図４（ａ）に示す状態に切り替え
ると共に、六方バルブ９を図５（ｂ）に示す状態に切り
替える。これにより、図３に示すように、六方バルブ９
のポートとポートとがオンライン状態となる一方、
八方バルブ８のポートとポートとがオンライン状態
となり、第２ＬＣ部の送液ポンプ２からＭＳ部３に至る
第３流路（図中の太線で示した流路）を形成する。

【００６０】すなわち、この第３流路においては、第２
ＬＣ部の送液ポンプ２から送出された溶媒が六方バルブ
９のポートからポートを経てプレカラム４に送り出
される。

【００６１】そして、プレカラム４内で吸着された目的
成分が、送り込まれた溶媒により溶出され、この溶出し
た目的成分を含む溶液が八方バルブ８のポートからポ
ートを経てマイクロカラム５に送り出される。

【００６２】このマイクロカラム５において、目的成分
が更に分離精製されると共に、濃縮され、目的成分を含
む溶液は、次段のＵＶ６に送り出される。

【００６３】上記ＵＶ６では、送り込まれた溶液から目
的成分を検出する。また、精密質量測定を行う場合は、
この検出結果を図示しない制御手段に送るようになって
いる。そして、この制御手段は、ＵＶ６から送り出され
る目的成分を含む溶液をＭＳ部３に送り出す直前または
送り出した後に、所定時間をおいて、シリンジポンプ１
１から送りだされる標準物質を含む溶液をＭＳ部３に送
り出すように送出路を切り替えるように切替器７を制御
する。

【００６４】ここで、切り替えの所定時間は、ＭＳ部３
内部の環境が変化することを考慮すれば、目的成分を含
む溶液と標準物質を含む溶液とを、１〜２分間程度の間
隔で送り出すのが好ましい。なお、このＭＳ部３への目
的成分を含む溶液と標準物質を含む溶液との切り替え制
御についての詳細は後述する。

【００６５】以上のように、上記構成の分析システムで
は、目的成分の分取工程、すなわち図１に示す第１流路
を使用する分取工程、目的成分の濃縮工程、すなわち図
２に示す第２流路を使用する濃縮工程、目的成分の溶出
測定工程、すなわち図３に示す第３流路を使用する溶出
測定工程が八方バルブ８および六方バルブ９を切り替え
るだけで簡単に行うことができる。

【００６６】しかも、八方バルブ８は、第１流路、第２
流路、第３流路を切り替えるようになっているので、従
来のように、複数の六方バルブを使用して上記の第１流
路、第２流路、第３流路を切り替える分析システムに比
べて、流路を簡単にすることができる共に、流路の長さ
を短くすることができる。

【００６７】これにより、第１ＬＣ部１によって分離分
取された成分、すなわち目的成分が微量成分であって
も、流路が長いことに起因する損失を低減することがで
きるので、分析に必要な量の成分をＭＳ部３に供給する
ことができ、この結果、微量成分のマススペクトル測定
を感度よく、且つ精度よく行うことができる。

【００６８】しかも、プレカラム４からＭＳ部３までの
第３流路の一部が、サンプルループからプレカラム４ま
での第２流路の一部と共有され、第２流路を使用する濃
縮工程で目的成分が吸着されたカラムに、第３流路を使
用する溶出測定工程においては、第２流路とは逆向きに
溶媒が流れて目的成分が溶出されるようになるので、目
的成分をさらに濃縮することができ、目的成分の測定感
度をさらに向上させることができる。

【００６９】このように、上記八方バルブ８は、二度の
状態切り替えで３つの流路を切り替えることができる。
つまり、第１流路と第３流路とがそれぞれ開放状態とな
るとき、第２流路が閉塞状態となり、また、第２流路が
開放状態となるとき、第１流路と第３流路とが閉塞状態
となるように、２回の動作切り替えで、それぞれの流路
を切り替えることができる。ここで、流路の開放状態と
は、流路内を溶液が送出できる状態を示し、流路の閉塞
状態とは、流路内を溶液が送出できない状態を示す。

【００７０】したがって、上述した八方バルブ８の他
に、バルブ数が８＋（２ｎ−２）本（ｎは自然数）以上
のバルブであれば、２回の動作切り替えで、３つの流路
を切り替えることが可能となる。具体的は、１０方バル
ブ、１２方バルブ等が考えられる。

【００７１】次に、ＭＳ部３への目的成分を含む溶液と
標準物質を含む溶液との切り替え制御について以下に説
明する。

【００７２】上述したように、ＭＳ部３には、目的成分
を含む溶液が送り込まれ、それと相前後して標準物質を
含む溶液が送り込まれる。このときの、各溶液における
マスクロマトグラムは、図６に示すようになる。この図
において、試料（実線）は、目的成分を含む溶液のマス
クロマトグラムを示し、標準品（破線）は、標準物質を
含む溶液のマスクロマトグラムを示している。

【００７３】また、目的成分のスペクトルの平均化は、
試料のマスクロマトグラムのピークから標準品のマスク
ロマトグラムのピークの間で行われる。

【００７４】このように、プレカラム４からＭＳ部３に
至る第３流路上に設けられた、上記プレカラム４から溶
出された目的成分を含む溶液と、質量数既知の標準物質
を含む溶液とを切り替えて上記ＭＳ部３に送り込むため
の切替器７が、目的成分を含む溶液がＭＳ部３に送り込
まれる直前または送り込まれた直後に標準物質を含む溶
液が該ＭＳ部３に送り込まれるように、それぞれの溶液
の送出を切り替えるようにすれば、目的成分と標準物質
の量比のコントロールがしやすくなる。

【００７５】つまり、ＭＳ部３内において、目的成分由
来のイオンと、標準物質由来のイオンとが競合しないよ
うに、目的成分と標準物質の量比をコントロールするこ
とができる。

【００７６】したがって、目的成分、特に測定感度を要
する微量成分由来のイオンから得られるマススペクトル
において、標準物質由来のイオンによる影響を殆ど受け
ないようになるので、ＭＳ部３において、導入される物
質のイオン化の容易さ等の影響を受けずに済む。

【００７７】このため、目的成分が微量成分であって
も、試料をＭＳ部３に１回導入するだけで、確実に質量
分析を行うことができるので、試料を何回も導入して条
件検討する必要がなくなり、分析の手間と分析に要する
試料の量を大幅に削減することができる。

【００７８】

【実施例】本実施例では、前記実施の形態で説明した分
析システムを用いて、微量成分を分離測定する場合につ
いて説明する。

【００７９】〔実施例１〕まず、八方バルブ８を図４
（ａ）の状態とし、試料として、Warfarin (C₁₉H₁₆O₄、
分子量308)の１０nmol/ μl 溶液５μl （Warfarin 50
nmol）を第１ＬＣ部１（コンベンショナルＬＣ）に供し
た。サンプルループとしては内径800 μｍ、長さ２ｍ
（容量１ｍｌ）のステンレス製ループを用いた。

【００８０】第１ＬＣ部１の測定条件を以下に示す。ＬＣ装置：島津製６Ａシステムカラム：Sumipax ODS A212、6mm × 15cm （5 μm
）（住化分析センター製）カラム温度：室温（２５℃）移動相：Ａ液蒸留水にＴＦＡを0.1 ％となるよう
添加した溶液Ｂ液アセトニトリルにＴＦＡを0.08％となるよう添加
した溶液ク゛ラシ゛エント：Ａ液が40％、Ｂ液が60％の割合で混合さ
れてなる移動相で溶出を開始し、20分間かけてＢ液の割
合を60％から90％にまで上げながらＡ液とＢ液との混合
液を流し、さらにＡ液が10％、Ｂ液が90％の割合で混合
されてなる移動相を5 分間流した。流速：１ｍｌ／ｍｉｎ検出波長：２５４ｎｍ上記測定条件によって第１ＬＣ部１で得られた液体クロ
マトグラムを図７に示す。

【００８１】第１ＬＣ部１にて目的成分が溶出し終わっ
た時に、八方バルブ８を図４（ｂ）の状態に切り替え、
目的成分をサンプルループ内に取り込んだ。

【００８２】次に、六方バルブ９を図５（ａ）の状態と
し、送液ポンプ１０を用いて上記Ａ液をサンプルループ
に送液して（１５０ｋｇ／ｃｍ³にて約１００μｌ／ｍ
ｉｎ）サンプルループ内の液をプレカラム４に送り出し
た。

【００８３】そして、六方バルブ９のポートから約１
ｍｌ（サンプルループ容量相当）の廃液が排出された時
点で、六方バルブ９を図５（ｂ）の状態に、また、八方
バルブ８を図４（ａ）の状態にそれぞれ切り替え、第２
ＬＣ部の送液ポンプ２から送液して、プレカラム４に吸
着された成分を溶出し、マイクロカラム５へと送り出し
た。

【００８４】プレカラム４としては、野村化学製のＣ３
０（２０μｍ、0.3mm X 35mm）を使用した。

【００８５】第２ＬＣ部の測定条件を以下に示す。送液ポンプ２：日立製Ｌ６２００マイクロカラム５：Develosil SR 0.3mm × 15cm
（野村化学製）カラム温度：室温（２５℃）移動相：Ａ液蒸留水にＴＦＡを0.1 ％とな
るよう添加した溶液Ｂ液アセトニトリルにＴＦＡを0.08％となるよう添加
した溶液ク゛ラシ゛エント：Ａ液が90％、Ｂ液が10％の割合で
混合されてなる移動相で溶出を開始し5 分間同じ割合の
移動相を流し、次いで、5 分間かけてＢ液の割合を１0
％から90％にまで上げながらＡ液とＢ液との混合液を流
し、さらにＡ液が10％、Ｂ液が90％の割合で混合されて
なる移動相を10分間流した。流速：６μｌ／ｍｉｎ（送液ポンプ流速0.
4ml/min をスプリット）ＵＶ６波長：２５４ｎｍマイクロカラム５からの目的成分の溶出がＵＶ６で検出
された後、直ちに切替器７を切り替えることにより、目
的成分（Warfarin）をＭＳ部３に送り込んだ直後に標準
物質をＭＳ部３に送り込んだ。標準物質（Calibrant ）
としては、Sanol LS-770（三共株式会社商品名、1 価イ
オンのm/z=481 、2 価イオンのm/z=241）の約２pmol/
μl 溶液を用い、シリンジポンプ１１（流速10μl/min
）で送出した。

【００８６】ＭＳ部３で得られた目的成分（Warfarin）
のマスクロマトグラムを図８（ａ）に示し、Calibrant
のマスクロマトグラムを図８（ｂ）に示す。目的成分
（Warfarin）とCalibrant とのマスクロマトグラムにお
けるピーク時間のずれは、上記の切替器７による送液切
り替えによる。

【００８７】得られたマススペクトルを図９に示す。目
的成分（Warfarin）の1 価イオンピークはm/z=309.1 に
出現した。また、Calibrant の1 価イオンピークはm/z=
481.4 に、2 価イオンピークはm/z=241.2 に出現した。

【００８８】次いで、Calibrant （Sanol LS-770）の1
価イオンのm/z の理論値481.4005、および２価イオンの
m/z の理論値241.2042に基づいて上記m/z の測定値を校
正し、目的成分（Warfarin）の1 価イオンのm/z を精密
に求めた。求められたm/z は309.11315 となり、理論値
との差は1.5ppmであった。このm/z から試料の組成式は
C₁₉H₁₆O₄と導かれた。

【００８９】〔実施例２〕実施例１と同様にして、試料
として、Propranolol(C₁₆H₂₁NO₂、分子量259)とChlorp
heniramine Maleate(C₁₆H₁₉N₂O、分子量279)との混合溶
液（それぞれ１０pmol/ μl ）１０μl を第１ＬＣ部１
（コンベンショナルＬＣ）に供した。

【００９０】第１ＬＣ部１の条件を以下に示す。ＬＣ装置：島津６Ａシステムカラム：Sumipax ODS A212、6mm × 15cm （5 μm
）カラム温度：室温（２５）℃ 移動相：Ａ液蒸留水にＴＦＡを0.1 ％となるよう
添加した溶液Ｂ液アセトニトリルにＴＦＡを0.08％となるよう添加
した溶液ク゛ラシ゛エント：Ａ液が85％、Ｂ液が15％の割合で混合さ
れてなる移動相で溶出を開始し、16分間かけてＢ液の割
合を15％から60％にまで上げながらＡ液とＢ液との混合
液を流した後、さらにＡ液が10％、Ｂ液が90％の割合で
混合されてなる移動相を4 分間流した。流速：１ｍｌ／ｍｉｎ検出波長：２５４ｎｍ上記測定条件によって第１ＬＣ部１で得られた液体クロ
マトグラムを図１０に示す。

【００９１】次に、実施例１と同様にして、まず、Chlo
rpheniramine Maleateを含む画分をサンプルループ内に
取り込んだ後、プレカラム４に送り出した。さらに、プ
レカラム４に吸着された成分を溶出し、マイクロカラム
５を経てＭＳ部３に送り込んだ。

【００９２】プレカラム４、第２ＬＣ部、ＭＳ部３の条
件はそれぞれ実施例１と同じ条件を用いた。

【００９３】標準物質（Calibrant ）としては、テレフ
タル酸（バックグランドピークのm/z=149 ）と以下の式
（Ｉ）で示される化合物（１価イオンのm/z=397 、２価
イオンのm/z=199 ）との混合溶液（それぞれ約２pmol/
μl ）を用い、シリンジポンプ１１（流速10μl/min ）
で送出した。

【００９４】

【化１】

【００９５】第２ＬＣ部で得られた液体クロマトグラム
を図１１（ａ）に示す。また、ＭＳ部３で得られたCali
brant のマスクロマトグラムを図１２（ａ）に示し、目
的成分（Chlorpheniramine Maleate）のマスクロマトグ
ラムを図１２（ｂ）に示す。目的成分（Chlorphenirami
ne Maleate）とCalibrant とのマスクロマトグラムにお
けるピーク時間のずれは、切替器７による送液切り替え
による。

【００９６】得られたマススペクトルを図１４に示す。
目的成分（Chlorpheniramine Maleate）の１価イオンピ
ークはm/z=275.1 に出現した。また、Calibrant （テレ
フタル酸）のバックグランドピークはm/z=149.0 に出現
し、Calibrant （式（I ）で示される化合物）の１価イ
オンピークはm/z=397.3 に出現した。

【００９７】次いで、Calibrant （テレフタル酸）のバ
ックグランドピークのm/z の理論値149.0239、およびCa
librant （式（Ｉ）で示される化合物）の１価イオンの
m/zの理論値397.3066に基づいて上記m/z の測定値を校
正し、目的成分（Chlorpheniramine Maleate）の１価イ
オンのm/z を精密に求めた。求められたm/z は275.1314
5 となり、理論値との差は-0.2ppm であった。このm/z
から試料の組成式はC₁ ₆H₁₉N₂O と導かれた。

【００９８】次に、上記と同様にして、第１ＬＣ部１か
らの溶出液から、Propranolol を含む画分をサンプルル
ープ内に取り込んだ後、プレカラム４に送り出した。さ
らに、プレカラム４に吸着された成分を溶出し、マイク
ロカラム５を経てＭＳ部３に送り込んだ。

【００９９】プレカラム４、第２ＬＣ部、ＭＳ部３の条
件はそれぞれ実施例１と同じ条件を用いた。

【０１００】標準物質（Calibrant ）としては、上記と
同様に、テレフタル酸（バックグランドピークのm/z=14
9 ）と上記の式（Ｉ）で示される化合物（１価イオンの
m/z=397 、2 価イオンのm/z=199 ）との混合溶液（それ
ぞれ約２pmol/ μl ）を用いた。

【０１０１】第２ＬＣ部で得られた液体クロマトグラム
を図１１（ｂ）に示す。また、ＭＳ部３で得られた目的
成分（Propranolol ）のマスクロマトグラムを図１３
（ａ）に示し、Calibrant のマスクロマトグラムを図１
３（ｂ）に示す。目的成分（Propranolol ）とCalibran
t とのマスクロマトグラムにおけるピーク時間のずれ
は、切替器７による送液切り替えによる。

【０１０２】得られたマススペクトルを図１５に示す。
目的成分（Propranolol ）の1 価イオンピークはm/z=26
0.2 に出現した。また、Calibrant （テレフタル酸）の
バックグランドピークはm/z=149.0 に出現し、Calibran
t （式（Ｉ）で示される化合物）の１価イオンピークは
m/z=397.3 に出現した。

【０１０３】次いで、Calibrant （テレフタル酸）のバ
ックグランドピークのm/z の理論値149.0239、およびCa
librant （式（Ｉ）で示される化合物）の１価イオンの
m/zの理論値397.3066に基づいて上記m/z の測定値を校
正し、目的成分（Propranolol ）の１価イオンのm/z を
精密に求めた。求められたm/z は260.16597 となり、理
論値との差は3.5ppmであった。このm/z から試料の組成
式はC₁₆H₂₁NO₂と導かれた。

【０１０４】以上の結果から、本分析システムを使用す
れば、最終的な目的成分のマススペクトルの測定におい
て得られた値と理論値との誤差は、１０ｐｐｍ以内であ
り、精度よく成分の測定が行われていることが分かっ
た。

【０１０５】

【発明の効果】本発明の分析システムは、以上のよう
に、試料中の各種成分を分離する第１液体クロマトグラ
フ装置と、上記第１液体クロマトグラフ装置にて分離さ
れた各種成分のうち、目的成分を分取するサンプルルー
プと、上記サンプルループに分取された目的成分を吸着
するカラムと、上記カラムに吸着された目的成分を溶出
分離する第２液体クロマトグラフ装置と、上記第２液体
クロマトグラフ装置にて上記カラムから溶出分離された
目的成分のマススペクトルを測定する質量分析装置とを
備え、上記第１液体クロマトグラフ装置からサンプルル
ープまでの第１流路と、上記サンプルループから上記カ
ラムまでの第２流路と、上記カラムから上記第２流路の
一部を通り上記質量分析装置までの第３流路との切り替
えが一つの切り替えバルブで行われている構成である。

【０１０６】それゆえ、試料中の目的成分の分取、濃
縮、溶出測定の各工程を実行するための流路（第１〜第
３流路）が一つの切り替えバルブで切り替えられること
で、３つの流路の分岐点が一つで済むようになり、この
結果、分析システム全体の流路、すなわち目的成分を分
離測定するに至る流路（第１液体クロマトグラフ装置か
ら質量分析装置に至る流路）を短くすることができる。

【０１０７】したがって、第１液体クロマトグラフ装置
によって分離分取された成分、すなわち目的成分が微量
成分の場合であっても、流路が長いことに起因する損失
を低減することができるので、分析に必要な量の微量成
分を質量分析装置に供給することができ、この結果、微
量成分のマススペクトル測定を感度よく、且つ精度よく
行うことができる。

【０１０８】しかも、カラムから質量分析装置までの第
３流路の一部が、サンプルループからカラムまでの第２
流路の一部と共有され、第２流路を使用する濃縮工程で
目的成分が吸着されたカラムに、第３流路を使用する溶
出測定工程においては、第２流路とは逆向きに溶媒が流
れて目的成分が溶出されるようになるので、目的成分を
さらに濃縮することができ、目的成分の測定感度をさら
に向上させることができるという効果を奏する。

【０１０９】上記切り替えバルブとして、八方バルブを
使用してもよい。

【０１１０】上記八方バルブは、二度の状態切り替えで
３つの流路を切り替えることができる。つまり、上記八
方バルブは、第１流路と第３流路とが開放状態となると
き、第２流路が閉塞状態となり、また、第２流路が開放
状態となるとき、第１流路と第３流路とが閉塞状態とな
るように、２回の動作切り替えで、それぞれの流路を切
り替えるようにすればよい。

【０１１１】また、上記第３流路上に、上記カラムから
溶出された目的成分を含む溶液と、質量数既知の標準物
質を含む溶液との送出を切り替えて上記質量分析装置に
送り込むための切替手段を設け、この切替手段が、目的
成分を含む溶液が質量分析装置に送り込まれる直前また
は送り込まれた直後に標準物質を含む溶液が該質量分析
装置に送り込まれるように、それぞれの溶液の送出を切
り替えるようにしてもよい。

【０１１２】この場合、切替手段により目的成分を含む
溶液と標準物質を含む溶液との送液を切り替えて該質量
分析装置に送り込むようになるので、目的成分と標準物
質の量比のコントロールがしやすくなる。これにより、
質量分析装置内において、目的成分由来のイオンと、標
準物質由来のイオンとが競合しないように、目的成分と
標準物質の量比をコントロールすることができる。

【０１１３】したがって、目的成分、特に測定感度を要
する微量成分由来のイオンから得られるマススペクトル
において、標準物質由来のイオンによる影響を殆ど受け
ないようになるので、質量分析装置において、導入され
る物質のイオン化の容易さ等の影響を受けずに済む。

【０１１４】このため、目的成分が微量成分であって
も、試料を質量分析装置に１回導入するだけで、確実に
質量分析を行うことができるので、試料を何回も導入し
て条件検討する必要がなくなり、分析の手間と分析に要
する試料の量を大幅に削減することができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかる分析システムの
概略構成図である。

【図２】本発明の一実施の形態にかかる分析システムの
概略構成図である。

【図３】本発明の一実施の形態にかかる分析システムの
概略構成図である。

【図４】（ａ）（ｂ）は、図１ないし図３で示した分析
システムに備えられた八方バルブの動作を示す説明図で
ある。

【図５】（ａ）（ｂ）は、図１ないし図３で示した分析
システムに備えられた六方バルブの動作を示す説明図で
ある。

【図６】図１ないし図３で示した分析システムの質量分
析装置（ＭＳ部）におけるマスクロマトグラムの一例を
示す説明図である。

【図７】第１ＬＣ部での液体クロマトグラムを示す説明
図である。

【図８】（ａ）（ｂ）は、ＭＳ部でのマスクロマトグラ
ムの一例を示す説明図である。

【図９】図８（ａ）（ｂ）で示したマスクロマトグラム
から得られたＥＳＩ−ＭＳスペクトルを示すグラフであ
る。

【図１０】第１ＬＣ部での液体クロマトグラムを示す説
明図である。

【図１１】（ａ）（ｂ）は、第２ＬＣ部での液体クロマ
トグラムを示す説明図である。

【図１２】（ａ）（ｂ）は、ＭＳ部でのマスクロマトグ
ラムの一例を示す説明図である。

【図１３】（ａ）（ｂ）は、ＭＳ部でのマスクロマトグ
ラムの一例を示す説明図である。

【図１４】図１２（ａ）（ｂ）で示したマスクロマトグ
ラムから得られたＥＳＩ−ＭＳスペクトルを示すグラフ
である。

【図１５】図１３（ａ）（ｂ）で示したマスクロマトグ
ラムから得られたＥＳＩ−ＭＳスペクトルを示すグラフ
である。

【図１６】従来の分析システムの概略を示す説明図であ
る。

【図１７】従来の分析システムの概略を示す説明図であ
る。

【図１８】従来の分析システムの概略を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１第１ＬＣ部（第１液体クロマトグラフ装置）２第２ＬＣ部（第２液体クロマトグラフ装置）の送
液ポンプ３ＭＳ部（質量分析装置）４プレカラム（カラム）５マイクロカラム６ＵＶ７切替器（切替手段）８八方バルブ（切り替えバルブ）９六方バルブ１０送液ポンプ１１シリンジポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中井清大阪府大阪市此花区春日出中３丁目１番98 号住友化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料中の各種成分を分離する第１液体クロ
マトグラフ装置と、上記第１液体クロマトグラフ装置にて分離された各種成
分のうち、目的成分を分取するサンプルループと、上記サンプルループに分取された目的成分を吸着する成
分濃縮用のカラムと、上記カラムに吸着された目的成分を溶出分離する第２液
体クロマトグラフ装置と、上記第２液体クロマトグラフ装置にて上記カラムから溶
出分離された目的成分のマススペクトルを測定する質量
分析装置とを備え、上記第１液体クロマトグラフ装置からサンプルループま
での第１流路と、上記サンプルループから上記カラムまでの第２流路と、上記カラムから上記第２流路の一部を通り上記質量分析
装置までの第３流路との切り替えが一つの切り替えバル
ブで行われていることを特徴とする分析システム。
【請求項２】上記切り替えバルブは、八方バルブである
ことを特徴とする請求項１記載の分析システム。
【請求項３】上記第３流路上に、上記カラムから溶出さ
れた目的成分を含む溶液と、質量数既知の標準物質を含
む溶液との送出を切り替えて上記質量分析装置に送り込
むための切替手段が設けられ、上記切替手段は、目的成分を含む溶液が質量分析装置に
送り込まれる直前または送り込まれた後、所定時間をお
いて、標準物質を含む溶液が該質量分析装置に送り込ま
れるように、それぞれの溶液の送出を切り替えることを
特徴とする請求項１または２記載の分析システム。