JP2008170333A - スニッフィング−クロマトグラフ質量分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長時間に渡って集中力を維持しなければならない測定者の負担を軽減できるスニッフィング−ＧＣ／ＭＳ装置を提供する。
【解決手段】においを有する試料中の成分を時間方向に分離・展開するクロマトグラフ手段と、該クロマトグラフ手段で分離・展開された成分の一部を取り出して、順次質量分析する質量分析手段と、前記クロマトグラフ手段で分離・展開された成分の一部を質量分析と同時並行的に取り出して、そのにおいを判定する測定者のために設けられたスニッフィングポートとを備えたスニッフィング−クロマトグラフ質量分析装置において、前記クロマトグラフ手段により分離・展開された成分のクロマトグラムピークが出現し始めるタイミングで、成分が出現する旨をにおいを判定する測定者に通知する通知機能を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、試料の構成成分を高精度に分離して、各成分の化学構造と「におい」を同時に分析することのできるスニッフィング−クロマトグラフ質量分析装置に関する。

近年、食品・日用品分野において、さまざまな商品が開発され、「におい」に対する定性分析・定量分析の研究が注目されている。また、環境分析においても、異臭・悪臭分析への需要が高まっている。

従来、「におい」の識別や評価は、実際に人間の嗅覚を用いて行なわれるのが一般的であった。しかしながら、実際に「におい」を嗅ぐ人（パネル）の個人差やその日の体調によって嗅覚が変動することを想定する必要があるため、客観的な結果を精度良く得るには、パネルを一定人数以上確保し、試験場所の環境等にも十分な配慮を必要とする。そのため、手間と時間が膨大なものとなる。また、このような配慮を行なっても、人間の嗅覚は「におい」に順応するという特性を有しているため、常に一定基準で確定的な判断を下すことは困難である。

これに対し、「におい」に関する機器分析として、ガスクロマトグラフ装置（ＧＣ）やガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＣ／ＭＳ）などを用いた成分分析法が知られている。しかしながら、こうした成分分析法では、「におい」を揮発性化学物質として捉えるので、その原因物質を特定するなどの目的には有効であるが、人間の嗅覚による官能値との相関を取るのが難しいなどの問題がある。

こうした成分分析法の欠点を補うため、従来、ＧＣ／ＭＳ装置に取り付けて使用するスニッフィング装置が知られている。図１は、従来のスニッフィング−ＧＣ／ＭＳ装置を示したものである。

従来のスニッフィング−ＧＣ／ＭＳ装置では、所定の速度で昇温するように制御されたＧＣオーブン１の内部に分離カラム２を設置し、分析試料を試料導入部３から分離カラム２に向けて導入する。導入された試料は、ＧＣオーブン１の昇温の温度勾配、移動相ガスの流速、そして分離カラム２の液相の種類およびサイズ等の複合的な作用により、構成成分毎に時間方向に分離・展開される。時間方向に分離・展開された成分は、スプリッタ４および流路抵抗５を介して、ＭＳ装置、例えば四重極型質量分析装置６に導入され、分子イオンおよびそのフラグメントイオンの質量電荷比と強度が正確に測定され、成分の定性・定量分析が行なわれる。

また、ＧＣによって時間方向に分離・展開された成分の一部は、流路抵抗７およびトランスファーライン８を介してスニッフィングポート９にも送られる。スニッフィングポート９では、測定者はマイクを持ち、「におい」の強度を示すレベルスイッチを握り、「におい」が検出されるとレベルスイッチを押し込むことで「におい」の強度を認識させた後、「におい」の識別の種類を表現する。

スプリッタ４からＭＳ装置６およびスニッフィングポート９に「におい」成分を効率良く送り出すための補助手段として、ガスボンベなどのガス源１０から、ヘリウムガスなどの補助ガスがスプリッタ４に供給される。

このようにして、ＧＣ−ＭＳと人間の嗅覚を組み合わせたスニッフィング−ＧＣ／ＭＳ測定を行なうことにより、「におい」成分の識別と、「におい」強度やその成分の定性・定量情報とを同時に得ることができる。

特開２００５−２９１７１５号公報

従来のスニッフィング−ＧＣ／ＭＳ装置では、ＧＣピークが低くても「におい」の閾値の高い成分が数多く存在する一方で、ＧＣピークが高くても「におい」の閾値の低い成分もまた多く、「におい」とＧＣピークが必ずしも一致しないという問題があった。

また、「におい」をカラムで分離する際に、ゆっくりとした昇温スピードで分離を行なうため、ＧＣの測定時間は３０〜５０分と非常に長い。そのため、測定者はその間ずっと集中して嗅ぎ続けなければならないという問題があった。

その結果、測定者の集中力が欠け、閾値の低い「におい」成分を嗅ぎ逃す恐れが高くなるという問題があった。

本発明の目的は、上述した点に鑑み、長時間に渡って集中力を維持しなければならない測定者の負担を軽減できるスニッフィング−ＧＣ／ＭＳ装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明にかかるスニッフィング−ＧＣ／ＭＳ装置は、
においを有する試料中の成分を時間方向に分離・展開するクロマトグラフ手段と、
該クロマトグラフ手段で分離・展開された成分の一部を取り出して、順次質量分析する質量分析手段と、
前記クロマトグラフ手段で分離・展開された成分の一部を質量分析と同時並行的に取り出して、そのにおいを判定する測定者のために設けられたスニッフィングポートと
を備えたスニッフィング−クロマトグラフ質量分析装置において、
前記クロマトグラフ手段により分離・展開された成分のクロマトグラムピークが出現し始めるタイミングで、成分が出現する旨をにおいを判定する測定者に通知する通知機能を設けたことを特徴としている。

また、前記通知機能は、測定者の目が届く領域に設けられた色表示、または音によるアラーム通知であることを特徴としている。

また、前記測定者の目が届く領域は、クロマトグラフ質量分析装置の測定結果を表示する画面上であることを特徴としている。

また、前記クロマトグラフ手段により分離・展開された成分のクロマトグラムピークが出現し始めるタイミングは、平滑化微分法によって求めることを特徴としている。

本発明のスニッフィング−ＧＣ／ＭＳ装置によれば、
においを有する試料中の成分を時間方向に分離・展開するクロマトグラフ手段と、
該クロマトグラフ手段で分離・展開された成分の一部を取り出して、順次質量分析する質量分析手段と、
前記クロマトグラフ手段で分離・展開された成分の一部を質量分析と同時並行的に取り出して、そのにおいを判定する測定者のために設けられたスニッフィングポートと
を備えたスニッフィング−クロマトグラフ質量分析装置において、
前記クロマトグラフ手段により分離・展開された成分のクロマトグラムピークが出現し始めるタイミングで、成分が出現する旨をにおいを判定する測定者に通知する通知機能を設けたので、
長時間に渡って集中力を維持しなければならない測定者の負担を軽減できるスニッフィング−ＧＣ／ＭＳ装置を提供することが可能になった。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

本発明にかかるスニッフィング−ＧＣ／ＭＳ装置の基本構成は図１とほぼ同じなので、ここでは従来例と異なっている点のみを取り上げて説明する。すなわち、本発明にかかるスニッフィング−ＧＣ／ＭＳ装置では、測定表示画面にお知らせ機能が追加されている。図２は、本発明にかかるスニッフィング−ＧＣ／ＭＳ装置の測定画面の一実施例である。

図中１１は、ＧＣ−ＭＳによって測定されるガス・クロマトグラム、またはトータルイオン・クロマトグラムをリアルタイムで表示するウインドウ、１２は、スニッフィング測定（官能測定）結果を表示するウインドウである。これらは１画面に同時に表示することができる。

ここで、クロマトグラムのピークが立ち上がり始めると、クロマトグラム表示画面に赤い表示が出る。これにより、スニッフィング測定者に「におい」成分が出始めることへの注意を喚起する。この注意喚起により、長時間に渡って集中力を維持しなければならない測定者の負担を軽減させるとともに、「におい」成分の嗅ぎ逃しを未然に防止する。

このクロマトグラム・ピークの立ち上がりを見つけるためには、図３に示すような微分および平滑化の方法を用いてデータ解析を行なう。あるデータ点ｉを中心にしてＮ個（奇数個、図３の例では９個）のデータ点の範囲でのクロマトピークの立ち上がりの状態を微分法によって計算するためには、データ点ｉを挟んで±Ｑ個（＝（Ｎ−１）／２）の平滑化点数を取り、データ点ｉでのクロマログラム強度をｙ（ｉ）として、次式（１）に基づいてノイズの除去された平滑化された微分値Ｐ（ｉ）を求める。微分値Ｐ（ｉ）が負から正、または０から正に変化するポイントをクロマトグラム・ピークの立ち上がりとする。尚、式（１）中、Ｊは１からＱまで変化する媒介変数である。

このお知らせ機能の基になる平滑化点数Ｑと微分値Ｐ（ｉ）の閾値は、測定者が任意に設定可能なパラメータとして、入力可能に構成されている。これにより、ＭＳ側のピーク強度が低くても、測定者へのお知らせ機能を発揮させることができる。

実施例１の変形例として、赤い表示の代わりに、別の色表示、あるいはＰＣのブザー音や合成音などのアラーム機能をお知らせ機能として用いることもできる。

実施例１の変形例として、お知らせを表示する場所を、ＧＣ−ＭＳのウインドウ内ではなく、スニッフィングポート近傍で測定者の目が届く範囲内の場所に別途設けることも可能である。

スニッフィング−ＧＣ／ＭＳ測定に広く利用できる。

従来のスニッフィング−ＧＣ／ＭＳ装置の一例を示す図である。 本発明にかかるスニッフィング−ＧＣ／ＭＳ装置の一実施例を示す図である。 微分値の計算方法を示す図である。

符号の説明

１：ＧＣオーブン、２：分離カラム、３：試料導入部、４：スプリッタ、５：流路抵抗、６：質量分析装置、７：流路抵抗、８：トランスファーライン、９：スニッフィングポート、１０：ガス源、１１：ＧＣ−ＭＳの測定ウインドウ、１２：スニッフィングの測定ウインドウ

Claims (4)

1. においを有する試料中の成分を時間方向に分離・展開するクロマトグラフ手段と、
   該クロマトグラフ手段で分離・展開された成分の一部を取り出して、順次質量分析する質量分析手段と、
   前記クロマトグラフ手段で分離・展開された成分の一部を質量分析と同時並行的に取り出して、そのにおいを判定する測定者のために設けられたスニッフィングポートと
   を備えたスニッフィング−クロマトグラフ質量分析装置において、
   前記クロマトグラフ手段により分離・展開された成分のクロマトグラムピークが出現し始めるタイミングで、成分が出現する旨をにおいを判定する測定者に通知する通知機能を設けたことを特徴とするスニッフィング−クロマトグラフ質量分析装置。
2. 前記通知機能は、測定者の目が届く領域に設けられた色表示、または音によるアラーム通知であることを特徴とする請求項１記載のスニッフィング−クロマトグラフ質量分析装置。
3. 前記測定者の目が届く領域は、クロマトグラフ質量分析装置の測定結果を表示する画面上であることを特徴とする請求項２記載のスニッフィング−クロマトグラフ質量分析装置。
4. 前記クロマトグラフ手段により分離・展開された成分のクロマトグラムピークが出現し始めるタイミングは、平滑化微分法によって求めることを特徴とする請求項１記載のスニッフィング−クロマトグラフ質量分析装置。

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