JP2003139755A - クロマトグラフ／質量分析装置における汎用多成分一斉同定・定量方法 - Google Patents

クロマトグラフ／質量分析装置における汎用多成分一斉同定・定量方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用機種に依存することなくまた、保持時間
の違いに関係なく化学物質を短時間で同定し定量するこ
とができる汎用多成分一斉同定・定量方法を提供するこ
と。 【解決手段】 クロマトグラフのカラムからの溶出成分
の質量スペクトルを一定時間間隔で測定した後、質量ス
ペクトル、相対保持指標、及び内標準法による検量線を
登録したデータベースを作成する工程、内標準を添加し
た測定試料について同様に質量スペクトルを測定してそ
のクロマトグラムのピークの相対保持指標を求め、前記
データベースに登録された成分の質量スペクトルが、試
料クロマトグラムのその相対保持指標を含む一定範囲内
に含まれているか否かをリバースサーチによって検索す
る工程と、所定の確度で存在することが判明したとき
に、内標準とのピーク面積比を求め、データベースに登
録されている検量線から当該成分の存在量を計算する工
程を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスクロマトグラ
フまたは液体クロマトグラフのカラム出口に質量分析計
を連結したＧＣ／ＭＳ（ガスクロマトグラフ／質量分析
計）またはＬＣ／ＭＳ（液体クロマトグラフ／質量分析
計）において、クロマトグラムのピークの化合物を同定
および定量する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＧＣ／ＭＳ或いはＬＣ／ＭＳにお
いては、カラムからの溶出成分の質量スペクトルを１秒
間程度の時間間隔で繰り返し測定する。各測定時点での
質量スペクトルから全イオン量を計算し、全イオン量の
時間上での変化を求めるとそれがクロマトグラムとな
る。そのクロマトグラムのピークの化合物を同定するに
は、そのピーク位置での質量スペクトルを、データベー
スに保存されている多数の化合物の質量スペクトルと比
較してその類似性を類似指数をパラメータとして演算算
出し、最も類似指数の大きな化合物をそのピークの化合
物であると同定している。
【０００３】上記データベースは、何れも数万〜数十万
といった膨大な質量スペクトルを保有している。このよ
うな膨大な数のデータについて、質量スペクトルの類似
性を検索するには長時間を要する問題がある。この問題
を解決すべく、特徴的なフラグメントイオンを用いて検
索するＰＢＭサーチ法（probability based matchingsy
stem）が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＰＢＭ
サーチ法等によるときは、検索速度は速くなるものの正
しい化合物を見つけるヒット率が低くなる問題がある。
また、質量スペクトルの類似性だけでは、同族体など類
似の質量スペクトルをもつ化合物を対象とするときは、
同定ミスを犯す可能性が高い。さらに、環境試料などの
ように複数のピークが重なって出現したり、ピーク強度
が小さい場合には、スペクトルの純度も低くなり、質量
スペクトルに加え相対保持指標を検索に用いる手法を用
いても、ＰＢＭサーチ法などの類似指数を指標とする検
索手法では正しく化合物を同定するヒット率を高くする
ことができない。一方、従来の定量方法は、決められた
測定条件下で予め標準物質を測定し、質量スペクトル、
保持時間、および検量線を作成しておく必要があり、測
定に用いる機器毎に測定を行う必要がある。さらに、同
一機種を用いても、検量線は測定の都度作成する必要が
ある。
【０００５】本発明は、使用機種に依存することなくま
た、保持時間の相違に関係なく、物質を同定し定量する
ことができるクロマトグラフ／質量分析装置における汎
用多成分一斉同定・定量方法を提供することを目的とす
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
の請求項１に記載の発明は、ガスクロマトグラフまたは
液体クロマトグラフのカラム出口に質量分析計を連結し
たＧＣ／ＭＳまたはＬＣ／ＭＳにおいて、クロマトグラ
フのカラムからの溶出成分の質量スペクトルを一定時間
間隔で測定した後、質量スペクトル、保持時間から求め
た保持指標、および内標準法による検量線を登録したデ
ータベースを作成する工程と、内標準を添加した測定試
料について、同様に質量スペクトルを測定してそのクロ
マトグラムのピークの相対保持指標を求め、前記データ
ベースに登録された成分の質量スペクトルが、試料クロ
マトグラムのその相対保持指標を含む一定範囲内に含ま
れているか否かその存在の有無をリバースサーチによっ
て検索する工程と、所定の確度で存在することが判明し
たときに内標準とのピーク面積比を求め、上記データベ
ースに登録されている検量線から、当該成分の存在量を
演算算出する工程、とを有することを要旨とする。
【０００７】請求項２に記載の発明は、データベースに
登録されていないクロマトグラム上のピークについて、
自動的に市販の質量スペクトルデータベースを用いて同
定する工程を、請求項１に記載のプロセスに付加するこ
とを特徴とするクロマトグラフ／質量分析装置における
汎用多成分一斉同定・定量方法である。
【０００８】
【発明の実施の態様】以下、本発明をその好ましい実施
形態に則して説明する。
【０００９】本発明においては、質量スペクトル、相対
保持指標、および内標準とのピーク強度比を基に作成し
た検量線を登録した独自のデータベースを作成しこれを
用いて、使用する測定機器の機種にかかわらず物質の同
定・定量を行う。
【００１０】本発明によるときは、測定対象物質がなく
とも内標準のみがあれば物質の同定・定量ができる。即
ち、内標準を添加した試料を測定し、そのクロマトグラ
ムの相対保持時間指標を求め、データベースに登録され
ている成分の質量スペクトルが、試料クロマトグラムの
その相対保持時間指標を含む一定範囲内の質量スペクト
ルに含まれているか否かをリバースサーチによって検索
し、データベースに登録されている質量スペクトルが含
まれている場合は、内標準とのピーク面積比を求め、デ
ータベースに登録されている検量線からその存在量を定
量する。
【００１１】この本発明になる方法によって、重複ピー
クや微細なピークなど不純な質量スペクトルしか得られ
なくとも信頼度高く物質を同定でき、加えてその物質を
定量できる。また、同定することができなかったクロマ
トグラムのピークについては、市販のデータベースを用
いて効率よく検索を実施することが可能である。
【００１２】本発明において用いる相対保持指標として
は、たとえばｎ−アルカンの保持時間や内標準の保持時
間との相対値として計算するものを用いる。
【００１３】また、本発明においては、内標準を添加し
た試料を測定してクロマトグラムの相対保持指標を演算
算出し、データベースに登録されている成分の質量スペ
クトルが、前記試料測定によって得られたその相対保持
指標を含む一定相対保持指標範囲内の質量スペクトルに
含まれているか否かを検索するためにリバースサーチ法
が用いられる。このリバースサーチ法は、標準物質を測
定して得られた質量スペクトルが、試料の質量スペクト
ル中に含まれているか否かを調べる検索法である。即
ち、標準質量スペクトル中の主要フラグメントイオンの
ピークが試料の質量スペクトル中に存在しさらに、その
相対強度がどの程度類似しているかを計算して標準が試
料に存在している確率を計算する検索法である。
【００１４】
【実施例】図１は、本発明による化学物質の一斉スクリ
ーニングのプロセスを示すブロックダイアグラムであ
る。本発明においては、予めスクリーニング対象の化学
物質の質量スペクトル、相対保持指標、および検量線デ
ータを登録したデータベースを作成しておく。相対保持
指標は、ｎ−アルカンなどの保持指標計算用基準物質で
相対化した保持時間情報である。測定試料中の化学物質
をスクリーニングする場合は、スクリーニング用試料に
加えて保持指標計算用基準物質を同一分析条件で測定し
ておく。なお、保持指標計算用物質を試料に混合し、試
料測定と同時に測定することも可能である。
【００１５】化学物質の一斉スクリーニングは、以下の
手順で遂行される。 （１）データベースに登録されている化学物質の相対保
持指標と、スクリーニング時に測定された相対保持指標
計算用基準物質の保持時間から、測定時の化学物質の予
想保持時間を求める。
【００１６】（２）試料のクロマトグラムの予想保持時
間または予想保持時間を含む一定範囲時間内に、データ
ベースに登録されている化学物質の質量スペクトルが一
定以上の確度で存在する否かをリバースサーチによって
判定する。
【００１７】（３）存在すると判定された場合は、デー
タベースに登録されている検量線データにおける定量イ
オンなどの質量数条件で質量クロマトグラムのピークを
描き、そのピーク強度とデータベースに登録されている
検量線データから化学物質の検出量を算出する。
【００１８】（４）試料のクロマトグラムの予想保持時
間または予想保持時間を含む一定範囲の時間内に、デー
タベースに登録されている化学物質の質量スペクトルが
一定以上の確度で存在しないと判定された場合は、検出
量の計算をスキップして次の化学物質に進む。
【００１９】上記（１）予想保持時間算出（２）データ
ベースに登録されている化学物質の質量スペクトルが試
料のクロマトグラムに存在するか否かの判定（３）検出
量の算出をデータベースに登録されている化学物質が無
くなるまで繰り返し、化学物質のスクリーニングを実施
する。
【００２０】本発明は、次の実施形態を含んでいる。即
ち、クロマトグラムのピークの中で、データベースに登
録されている化学物質の質量スペクトルと一致しないピ
ークについては、市販の質量スペクトルデータベースを
用いて物質を同定できるようにする機能を有する。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、使用機種に依存するこ
となくまた、保持時間の違いに関係なく短時間内に化学
物質を同定し定量することができる。
【００２２】請求項２に記載の発明によれば、試料のク
ロマトグラムのピークの中に、データベースに登録され
ている化学物質の質量スペクトルと一致しないピークが
存在するときも、市販の質量スペクトルデータベースを
用いて同定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係わる化学物質の同定・定
量プロセスを示すブロックダイアグラム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 27/62 Ｇ０１Ｎ 27/62 Ｄ Ｘ 30/72 30/72 Ａ Ｃ (72)発明者 陣矢 大助 福岡県北九州市戸畑区新池１丁目２番１号 北九州市環境科学研究所 アクア研究セ ンター内 (72)発明者 鈴木 學 福岡県北九州市戸畑区新池１丁目２番１号 北九州市環境科学研究所 アクア研究セ ンター内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスクロマトグラフまたは液体クロマト
    グラフのカラム出口に質量分析計を連結したＧＣ／ＭＳ
    またはＬＣ／ＭＳにおいて、クロマトグラフのカラムか
    らの溶出成分の質量スペクトルを一定時間間隔で測定し
    た後、質量スペクトル、保持時間から求めた保持指標、
    および内標準法による検量線を登録したデータベースを
    作成する工程と、内標準を添加した測定試料について、
    同様に質量スペクトルを測定してそのクロマトグラムの
    ピークの相対保持指標を求め、前記データベースに登録
    された成分の質量スペクトルが、試料クロマトグラムの
    その相対保持指標を含む一定範囲内に含まれているか否
    かその存在の有無をリバースサーチによって検索する工
    程と、所定の確度で存在することが判明したときに内標
    準とのピーク面積比を求め、上記データベースに登録さ
    れている検量線から、当該成分の存在量を演算算出する
    工程、とを有することを特徴とするクロマトグラフ／質
    量分析装置における汎用多成分一斉同定・定量方法。
  2. 【請求項２】 データベースに登録されていないクロマ
    トグラム上のピークについて、自動的に市販の質量スペ
    クトルデータベースを用いて同定する工程を、請求項１
    に記載のプロセスに付加することを特徴とするクロマト
    グラフ／質量分析装置における汎用多成分一斉同定・定
    量方法。
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