JP2016173332A - 薬物探知装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、試料の蒸気圧に応じた適正な装置条件に基づく、信頼性の高い成分検出が可能な薬物探知装置の提供を目的とする。
【解決手段】本発明は、被検査試料を気化する気化室（１）と、被検査試料を加熱する加熱器（１６）と、気化され、イオン化された試料を分析する分析装置（３）と、加熱器の加熱温度と気化室へのガス流に関する情報を設定する設定装置を備え、当該設定装置は、任意の時間範囲の加熱条件とガス流を設定するものであって、設定された情報に基づいて、前記加熱器と前記吸引装置を制御する薬物探知装置を提案する。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、被検査試料を気化する気化室（１）と、被検査試料を加熱する加熱器（１６）と、気化され、イオン化された試料を分析する分析装置（３）と、加熱器の加熱温度と気化室へのガス流に関する情報を設定する設定装置を備え、当該設定装置は、任意の時間範囲の加熱条件とガス流を設定するものであって、設定された情報に基づいて、前記加熱器と前記吸引装置を制御する薬物探知装置を提案する。
【選択図】図１
Description
本発明は、薬物を探知する薬物探知装置に係り、特に試料の気化に基づいて、試料に含まれる薬物等の蒸気等を検出する薬物探知装置に関する。
薬物探知装置は、採取した試料に含有する薬物を、質量分析装置等を用いて特定する装置である。このような装置には、試料を気化するための気化室、気化された試料をイオン化するイオン化室、及びイオン化された試料に含まれる薬物を特定する質量分離部等が備えられている。特許文献１には、検査対象の表面を拭き取って試料を採取した検査片を加熱板の間隔が調整可能な加熱器に装着し、加熱された検査片から発生する試料ガスをタンデム型質量分析計で分析する方法が開示されている。
特許文献１に説明されているような装置によれば、対象試料の蒸気圧に応じた温度制御を行うことが可能となる。しかしながら、単なる温度制御だけでは、気化速度が遅く長い時間にわたって低濃度のガスを発生させる試料の検出や、サンプリングタイミング間隔より、気化の時間が短い試料の検出が困難となる場合がある。より、具体的には、温度の制御のみでは、特定の試料を同定する信号を得られない場合がある。また、特許文献１に示されているように、加熱板を移動させて温度制御を行う場合、高速に加熱板位置の調整を行う必要があり、測定対象成分が複数含まれているような場合、その制御が困難となることがある。
以下に、試料の蒸気圧に応じた適正な装置条件に基づく、信頼性の高い成分検出を目的とする薬物探知装置を提案する。
上記目的を達成するための一態様として、以下に、被検査試料、或いは被検査試料が付着した試料採取材を導入する開口を備えた気化室と、当該気化室内にて、前記被検査試料、或いは試料採取材を加熱する加熱器と、前記気化室にて気化された被検査試料をイオン化するイオン化室と、当該イオン化室を負圧にする吸引装置と、前記イオン化室にて発生したイオンを分析する分析装置と、前記加熱器と前記吸引ポンプを制御する制御装置と、前記加熱器の加熱温度に関する第１の情報と前記吸引装置によって発生するガス流に関する第２の情報、或いは第１の情報と第２の情報に関連する関連情報を設定する設定装置を備え、当該設定装置は、任意の時間範囲の前記第１の情報と第２の情報、或いは前記関連情報を設定するものであって、前記制御装置は、設定された情報に基づいて、前記加熱器と前記吸引装置を制御する薬物探知装置を提案する。
上記構成によれば、温度に加えてガス流量をも制御できるため、信号波形形状の調整をより高度に行うことができ、結果として、より適正な装置条件の設定に基づく、信頼性の高い成分分析を行うことが可能となる。
薬物探知装置はトレース探知とバルク探知に大別される。以下に説明する薬物探知装置は主にトレース探知に関するものであり、トレース探知は、試料の蒸気や微粒子を検出する蒸気検出法に属する。検出器（分析装置）には質量分析計（ＭＳ）、イオン移動度計（ＩＭＳ）、化学発光法、バイオセンサー、電子捕獲検出器（ＥＣＤ）、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）、レーザー誘起光音響分光法（ＬＩＰＡＳ）などがある。装置によって感度、測定対象成分、測定時間などに特色があり、用途により使い分けることができる。
試料の採取から測定結果の出力まで行うトレース探知器のスループットを上げるためには、検査対象の表面を拭き取るなどして試料を採取した採取材を加熱して発生する試料蒸気を、濃縮などの前処理工程を省略して、直接分析する方法が簡便であると考えられる。このとき、試料蒸気を検出器に輸送するためのガス流量、配管形状、気化部および検出器の圧力などを調節して、試料採取材を加熱する気化部から検出部への試料蒸気の輸送時間、測定時間、測定と次の測定の間のクリーニングなどに要する待ち時間を短縮するなどの、1サイクルあたりの測定時間を短くする手段が有効である。
また、測定対象成分数の増加や、測定対象成分と化学的性質が類似した異性体などの物質を含む混合試料の測定では、気化手段の改良とともに精密な検出方法や解析手段の併用が望ましい。
実際の試料には蒸気圧などの物理的、化学的性質や、濃度の異なる様々な成分が含まれるとともに、検査対象箇所によっては装置汚染の原因となる有機溶剤、石油製品などのコンタミ成分、可燃性物質が含まれることがある。これらは測定対象成分の分析の妨害、装置汚染の原因となり、分析信頼性の低下やメンテナンス頻度の増加などの問題につながりやすい。
この改善策として、気化部の温度を試料の蒸気圧に合わせてプログラムする試料蒸発法、すなわち昇温プログラム法が考えられる。例えば、薬物の蒸気圧は、コカインが２．５５×１０-5Ｐａ、ＬＳＤが１．２０×１０-7Ｐａ、ヘロインが１．０１×１０-7Ｐａ、メタンフェタミンが２１．７Ｐａ（室温２５度の場合）であり、薬物の種類によって、数桁程度の大きな違いある。一方、試料の蒸気圧は温度に対して指数関数的に上昇する。気化部温度を、所定の温度から試料の熱分解が起きず、蒸発するのに十分な温度、一般的には２００℃程度まで、試料の蒸気圧、気化速度に合わせてプログラムすれば、試料の検出に好適な測定条件で検出することが可能となる。
また、検出部の測定可能な信号強度の下限と上限の範囲、すなわちダイナミックレンジに入るように試料の気化量を調節するように昇温プログラムを組めば、試料の検出濃度範囲を広げることができる。一般的に有効なダイナミックレンジは、検出部が例えば質量分析計（ＭＳ）またはイオン移動度計（ＩＭＳ）であれば、下限値は試料採取材のバックグラウンド強度程度、上限は校正試料の２桁から３桁程度と考えられる。特に上限値は、分析部の制御部および演算処理部で設定され、それ以上の信号強度は意味を持たない。
試料の量が少ない場合、例えばｐｇからｎｇ程度の場合、試料採取材のバックグラウンド強度を超えるように昇温プログラムを調節すればよい。反対に試料量が多い場合、例えば、μｇを超えるような場合には、信号強度がダイナミックレンジの上限以下になるように昇温プログラムを調節できることが望ましい。しかし、検出感度は試料ごとに異なるため、あらかじめ気化部温度、信号強度、濃度の関係を調べ、測定目標の下限濃度および上限濃度となるリストを作成し、昇温プログラム作成の目安にする。
ただし、昇温プログラムを操作しても検出不可能な低濃度試料およびオーバーレンジする高濃度試料に対しては、昇温プログラムの変更はあえて行わず、上記で調べたデフォルトの昇温プログラムで測定する。
気化部で蒸発した試料は、大気圧下でイオン化したのちに、タンデム型質量分析計で定性、定量を行うことが優れた方法と考えられる。ＭＳ測定では、ＭＳスペクトルを取得しプリカーサーイオンを検出して分子量情報を得る。次に行われるＭＳ／ＭＳ測定ではＭＳ／ＭＳスペクトルを取得しプロダクトイオンを検出して成分に特有な構造情報を得る。ＭＳとＭＳ／ＭＳの２つの情報を併せて考慮することにより、定性能力が向上する。また、ＭＳ／ＭＳ測定により、夾雑成分を除去して定量能力も向上する。しかも、ＭＳと同時に分光光度計、例えば赤外分光法（ＩＲ）を併用すれば、定性能力や検出条件の最適化をさらに向上させることが可能となる。以下に、ＭＳとＩＲを組み合わせた検出機構についても詳しく述べる。
ＩＲスペクトルは分子の振動を表すため、ＩＲスペクトルの解析によって、成分が脂肪族炭化水素、不飽和炭化水素あるいは芳香族化合物か、また、官能基としてニトロ基、水酸基、リン酸基を持つかなどの、分子構造や官能基に関する情報が得られる。ＭＳとＩＲの複合分析によれば、次のような２つの利点が生まれる。
（１）ＭＳとＩＲ各々単独の測定方法と比較して、定性能力が向上する。
（２）ＩＲで得られた分子構造や官能基に関する情報を、ＭＳ分析を行う前に、ＭＳの分析パラメータとしてＭＳ制御にフィードバックし、ＭＳ分析を成分に合わせて最適化することができる。
（１）ＭＳとＩＲ各々単独の測定方法と比較して、定性能力が向上する。
（２）ＩＲで得られた分子構造や官能基に関する情報を、ＭＳ分析を行う前に、ＭＳの分析パラメータとしてＭＳ制御にフィードバックし、ＭＳ分析を成分に合わせて最適化することができる。
例えば、試料は正イオンになりやすいもの、負イオンになりやすいもの、あるいは両方のイオンになる性質を持つものに分類され、ニトロ基を持つ化合物は大気圧下でイオン化されるときに、負イオンになりやすい性質を持つ。したがって、ＩＲによってニトロ化合物の可能性が高い場合、負イオン化してＭＳ分析を行う方が正イオン化より高い収率でイオンを発生しやすくすることができる。また、原子間の結合エネルギーが高い二重結合を含む可能性が高い場合、ＭＳ／ＭＳ分析の際に与えるエネルギーを高めて結合を切断（衝突活性化開裂：Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎａｌｌｙ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＣＩＤ））しやすくし、プロダクトイオンを得やすくすることができる。さらに、ＭＳイオン源などに吸着しやすい構造の場合、イオン源温度を上げるなどの調整が有効となる。このように、ＩＲで得た構造情報および官能の情報をもとに、ＭＳパラメータを最適化すれば、検出効率の向上が図られる。
また、高濃度試料やコンタミ成分、可燃性物質が装置に導入された場合、これ以上濃度が高いと装置を汚染する危険領域の信号強度の上限値を設定し、この値を超える濃度の試料が導入された場合は、アラーム表示、アラーム音で測定者に知らせる。これにより、装置の汚染を防止し、装置のダウンタイムやメンテナンスの手間を未然に防ぐことが可能となる。
さらに、試料の信号出現時間、気化器の温度、流量プログラム、ＩＲスペクトルおよびMSスペクトル、検出パラメータの関連付けを行い、定性に資するデータベースを構築することで、薬物の誤探知や擬陽性の確率を下げ、分析信頼性を向上させることができる。
以下に説明する実施例は、トレース探知器での一サイクルあたりの測定時間の短縮、測定対象成分の増加および混合試料の測定での分析信頼性の向上を可能とする薬物探知装置に関するものである。
本実施例では、気化部の温度を検査対象に含まれる物質の蒸気圧を考慮してプログラムする手段と、気化部から検出部に試料を輸送するガスの流量を気化部の温度に合わせてプログラムする手段と、試料の信号出現時間、気化部の温度、流量プログラムおよび検出データや検出パラメータを関連付けて定性に資するデータベースを構築する手段を備えた薬物探知装置を説明する。
検査試料を加熱する気化部（気化室）は、金属製あるいはファインセラミックス製の加熱板あるいはセルを含み、検査試料のホルダーの役割を果たす。気化部には高速昇降温が可能なセラミックヒーター、赤外線ハロゲンランプまたはキューリーポイント加熱方式などの加熱手段と温調器が設置され、ＰＩＤ制御方式によって温度制御される。温度プログラムはＰＣなどの演算処理部で設定する。
気化部から検出部に試料蒸気を輸送するために用いられる輸送ガスの流量は、吸引ポンプと配管に取り付けられたマスフローコントローラーによって制御される。試料採取材から蒸発した試料蒸気はこの輸送ガスによって、試料導入配管を通って、検出部に導入される。輸送ガスは、清浄空気、あるいはヘリウムなどの不活性ガス、窒素などを用いることができる。
流量プログラムは演算処理部から設定される。気化部と検出部を連結する配管は、試料の吸着、コールドスポットが発生しにくい材質、構造が望ましい。ＳＵＳ製あるいは内面を化学的に不活性処理した配管を使用することが望ましい。この配管は、試料蒸気の冷却による吸着や損失を防ぐために、リボンヒーターなどを巻いて加熱され、２００℃程度の一定温度に保たれる。
また、試料の信号出現時間、気化部温度、流量、流量プログラム、検出データおよび検出条件を関連付け、データ処理装置にデータベースとして保存し、演算部で検索することによって定性能力を高め、構造が類似した異性体などを含む混合試料の分析信頼性を向上させる。
本実施例によれば、薬物のトレース探知装置において、試料の蒸気圧に合わせて検出に適切な信号強度が得られるように気化部の温度をプログラムすることにより、試料による気化速度の遅速に係りなく、好適な測定が可能な利点がある。そのため、検査対象に含まれる薬物などを高いスループットと高い分析信頼性で探知することが要求される用途に適用することができる。また、質量分析計と赤外分光光度計の同時測定によって、定性能力および検出効率を向上させることができる。
以下、図面を用いて、薬物探知装置の具体的構成、及び使用方法について説明する。
図１に、薬物探知装置の具体的な構成を例示する。試料採取材１１によって拭きられた検査試料は、当該試料採取材１１を挿入可能とする開口を備え、加熱板１０を内蔵する気化部１に装着される。加熱板１０の間隔は、試料採取材１１が装着前には５ｍｍ程度に保たれており、試料採取材１１の装着後、試料採取材１１に接触するように間隔が狭められる。気化部１は高速昇温可能なヒーター１５（加熱器）と温度をモニターする温調器１６を備え、演算部６から所定の温度プログラムになるようにＰＩＤ制御される。
試料採取材１１に付着した試料は蒸発し、大気との混合ガスとなって、吸引ポンプ４によって負圧となっているイオン化部２に導かれる。この試料を含む混合ガスの流量は、吸引ポンプ４の吸引量をコントロールするマスフローコントローラー１３によって調節される。このように、吸引ポンプ４とマスフローコントローラー１３からなる吸引装置による混合ガスの吸引速度は、演算部６から流量プログラムとして設定される。試料蒸気はイオン化部２に導かれてイオン化され、質量分析部３で質量分析され、イオン電流として検出される。質量分析部３は真空ポンプ５によって質量分析に好適な圧力に保たれている。装置全体の動作は制御部６によって制御され、試料の信号強度や濃度は演算処理部７によって計算される。装置の起動、停止、測定条件のインプットは画像表示部8の表示に従って演算処理部７によって行う。画像表示部８は信号強度、波形、濃度表示、探知結果の表示などを行う。過剰な高濃度な試料が導入された場合は三方バルブ１２の流路を吸引ポンプ側に切換え、マスフローコントローラー１４で流量を調節して排気を行うと同時に、画像表示部８でアラーム表示を行うとともに、音声報知部９でアラーム音を発して測定者に知らせる。1回の測定の終了後には自動で試料採取材１１が気化部１から取り出される。
試料採取材１１の形状は、人間の手で拭き取る作業が容易な数ｃｍ程度のシート状のものでもよいし、拭き取りか困難な微細な箇所の拭き取りには、数ｃｍの長さの金属、プラスチック、紙製の棒の先端に試料採取材と同じ材質を取り付けた綿棒のようなスティック状の試料採取材としてもよい。
図２および図３は、それぞれ第一の実施例のブロック図および測定手順を示す図である。これらを用いて装置の動作を詳細に説明する。気化部は初期温度１００℃〜１５０℃程度の高温に保温されており、ここに測定試料を付着させた検査試料を導入する。気化部１の温度プログラムはＰＣなどの演算処理部７で設定される。イオン化部２はエアーポンプなどの吸引ポンプ２によって気化部１より負圧になっており、試料採取材から蒸発した試料蒸気は、イオン化部２に導入される。
イオン化部２のイオン化方式は大気圧化学イオン化（ＡＰＣＩ）、バリア放電イオン化、グロー放電イオン化、ＤＡＲＴ（Ｄｉｒｅｃｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ）など、大気圧でイオン化するイオン化方式が用いられる。生成したイオンは質量分析部３で質量数ごとに信号強度が測定される。イオン化部２ではイオン化部の極性の切替えを行って、測定対象化合物の測定に好適な極性のイオン化で測定する。正イオンと負イオンの極性を切替えながら、同時に両方の極性のイオンを測定してもよい。
質量分析部３の質量分析方法は、四重極イオントラップ（ＱＩＴ）、リニアイオントラップ（ＬＩＴ）、飛行時間型（ＴＯＦ）などが用いられる。質量分析部３は真空ポンプ５によって、１．０×１０-3〜１．０Ｐａ程度の真空度に保たれる。質量分析部３には、補助ガス１７としてヘリウムなどの不活性ガスが導入される。質量分析部３では、生成したイオン（プリカーサーイオン）を補助ガス１７として導入した不活性ガスとの衝突によって開裂したイオン（プロダクトイオン）を発生させ、そのイオンを検出してもよい。プリカーサーイオンと同じｍ／ｚを持つ妨害成分がバックグラウンドとなり感度を低下させる場合でも、ＭＳ／ＭＳ測定でプロダクトイオンを検出すれば、夾雑成分が除去されて、高感度測定が可能となる。また、プリカーサーイオンとプロダクトイオンの組合せから定性情報が得られる利点もある。
イオンの信号強度がＭＳの測定限界値を超えたときには、画像表示部８および音声報知部９でアラームを出す。検査試料は気化部１から自動的に取出され、補助ガスのストップバルブ１４が開き気化室および配管は補助ガス１７でパージされ、残留試料を装置外に排出する。パージガス流量はマスフローコントローラー１８で制御される。
次に、試料を含まない試料採取材１１での測定を数回行い、バックグラウンドが試料測定前と同程度であることを確認する。このあと、新たに検査試料を導入する。この工程によって、装置の汚染を最小限に留めることができる。また、試料の信号出現時間、気化部温度、流量および流量プログラム、検出データおよび検出条件を関連付け、演算処理部７にデータベースとして保存し、信号ピークを定性することによって、構造が類似した異性体などを含む混合試料の分析信頼性を向上させる。測定対象成分が検出された場合、画像表示部８および音声報知部９でアラームを出すとともに、濃度表示を行う。
図４は気化部１の温度プログラムの一例である。初期温度１００℃（２秒保持）→５０℃／秒→１５０℃（２秒保持）→５０℃／秒→２００℃（４秒保持）の昇温で、有効測定時間１０秒とし、以下５０℃／秒で降温、初期温度１００℃に戻している。図５は気化部１の流量プログラムの一例である。初期流量０．１Ｌ／分（５秒保持）→０．５Ｌ／分（４秒保持）で、有効測定時間１０秒、以下１Ｌ／分（１秒保持）で気化部１をパージし、流量０．１Ｌ／分に戻している。これらは、蒸気圧が高、中、低の３種類の成分が含まれた試料の場合の温度および流量のプログラムの一例である。
図６（ａ）は気化部１の設定温度を２００℃、気化部1の流量を０．５Ｌ／分で固定したときの測定例である。主な物質として３種類の化合物Ａ、Ｂ、Ｃが含まれており、蒸気圧はＡ＞Ｂ＞Ｃの順である。物質Ａは気化速度が速く信号の立ち上がりが最も早く強度も高いが、信号継続時間が１秒未満であり、質量分析部３のサンプリング周期が追従しないと、試料濃度を正確に測定できない場合が起き得る。また、化合物Ｃは気化速度が遅く、信号継続時間は質量分析部３のサンプリング周期は追従し得るが、探知装置の検出限界に満たない場合には、バックグラウンドとの区別が難しく、分析信頼性が不十分な結果となる可能性がある。
図６（ｂ）は図４および図５の温度プログラムおよび流量プログラムを用いて、同じ試料を測定した測定例である。化合物Ａの信号継続時間が１秒以上となり、質量分析部３のサンプリング周期に間に合う信号継続時間となり、また、化合物Ｃの信号の立ち上がりがシャープとなり、探知装置の検出限界を超える信号強度が得られた。また、全体の測定時間も約１０秒から約８秒に短縮する効果があった。
以上のように、温度だけではなく、流量についても、時間の経過に従って変化させるプログラムを適用することによって、より適正な装置条件の設定が可能となる。
図１０は、画像表示部８に表示されるＧＵＩ画面１００１の一例を示す図である。画像表示部８には図示しない入力装置（設定装置）が接続されており、制御部６（制御装置）は、当該入力装置によって設定された装置条件に基づいて、薬物探知装置を制御する。
ＧＵＩ画面１００１内には、波形表示領域１００２と、条件設定ボックス１００３が表示されており、これら設定領域を用いた設定に基づいて、制御プログラムが生成される。波形表示領域１００２には、質量分析部３の分析結果を表示する第１の表示領域、気化室１内の加熱条件を表示する第２の表示領域、及び吸引装置による吸引条件を表示する第３の表示領域が含まれている。更に、波形表示領域１００２内には、設定される温度条件、或いはガス流量条件の時間範囲を設定するポインタ１００４、及びポインタ１００４をスライダとして機能させるバー１００５が表示されている。ポインタ１００４はバー１００５上に複数設定可能であり、複数の任意の時間範囲の設定が可能となっている。ポインタ１００４近傍には、ウィンドウナンバーが付記されている。
また、２つのポインタ１００４によって設定された時間範囲（ウィンドウ）内の加熱条件とガス流量を、複数のウィンドウ（複数の時間範囲）ごとに設けられた条件設定ボックス１００３にて設定することができる。加熱条件とガス流量はそれぞれ設定が可能であり、例えば１のウィンドウについて、加熱条件とガス流量の一方を固定、一方を可変とするような設定を可能としている。
図６を用いて説明したように、気化速度が遅く長い時間にわたって低濃度のガスを発生させる物質Ｃを検出するためには、単に気化温度を高くし、ガスの発生を促すだけではなく、併せてガス流量を増やすことが望ましい。特に、物質を瞬時に気化すると共に、気化した試料を一気に分析装置に導入すべく、ピークの始点を起点として、加熱温度とガス流量を一気に上昇させることが望ましい。これによって、短い時間内に物質Ｃを質量分析部に集中して導入することになるため、信号強度を増加させることが可能となる。一方、物質Ａのように、気化速度が速い物質を検出する場合には、単に気化温度を低下させるだけではなく、併せてガス流量を減らすことで、長時間に亘って質量分析部３への試料の導入を行う。これによって、ピーク位置の正確な位置の同定が可能な適正な波形を形成することができる。これは、サンプリング間隔より十分に長い時間、対象試料を発生させることができれば、複数のサンプリングポイントで信号を検出することができ、結果として正確な波形を形成することが可能となることによる。
図１０に例示するように、信号波形を参照しつつ、加熱条件やガス流量条件を設定可能とすることによって、例えば標準試料（定量の分析対象試料が含まれた装置校正用試料）を用いた装置調整を行うことができる。また、同じ試料を複数用意できるのであれば、１の試料で装置調整を行い、他の試料で実際の分析を行うことができる。
例えば、標準試料等で得られた波形に含まれるピーク幅（例えば半値幅）が所定値より狭い場合には、初期条件より温度とガス流量を下げる設定を行う。また、ピーク高さが所定値より低い場合には、初期条件に対し、そのピークが発生するタイミングで、その試料を一気に発生させるべく、温度とガス流量を急上昇させるような設定とする。
以上のように、複数の任意の時間範囲で、加熱温度とガス流量条件の設定を可能とすることによって、分析対象試料の特性に応じた適正な装置条件を設定することが可能となる。
図１１は、加熱温度やガス流量を直接入力するのではなく、これらの関連情報として、複数の任意の時間範囲ごとに、感度（Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）を入力する条件設定ボックス１１０１が設けられたＧＵＩ画面の一例を示す図である。感度は、例えばその程度を数字で入力できるようにする。また、入力されたパラメータが高感度を示すものであれば、ピーク高さを高くするような設定（所定時間当たりの加熱温度とガス流量を急上昇させるような設定）を行い、入力されたパラメータが低感度を示すものであるのであれば、ピーク高さを低くするような処理（加熱温度とガス流量を低下させる設定）を行うようにすると良い。
以上のように、加熱温度とガス流量に関連する条件の設定によっても、適正な装置条件の設定が可能となる。
図７の実施形態では、試料採取材として紙、布、ポリマーなどを用いずに、有機化合物の吸着能力を持つ吸着剤が詰められた吸着部１９に吸引ポンプ４によって直接吸着させる手段を例示する。検査対象から発生する蒸気や微粒子を、気化部を検査対象に近づけて吸引することによって、試料採取材では拭き取り操作のしにくい箇所や空間の試料を採取して分析に供することができる。
図８の実施形態は、気化部１で発生した試料蒸気の一部を赤外分光光度計（ＩＲ）２１によって予備分析し、試料蒸気がイオン化部２や質量分析部３に導入される直前に、試料の構造情報を得るものである。赤外分光光度計２１でＩＲスペクトルを取得し、その構造情報を得ると同時に、ＭＳ測定パラメータとしてイオン化条件、イオン源温度、ＭＳ／ＭＳ分析に関するパラメータをＭＳ制御部６にフィードバックする。
図９の実施形態は、検査試料を数検体設置して、自動で気化部１に装着して試料導入する手段である。サンプルホルダー２２に検査試料あるいは空試験用の試料採取材を設置し、１検体の測定が終了するごとにサンプルホルダー２２を移動し、次の検体の測定に供する。測定プログラムは演算処理部７で設定する。数検体をまとめて自動で測定することができるため、夜間の無人稼動などの利点がある。
その他の実施例として、以下のような手段を用いて装置を構成してもよい。検出部には、質量分析計（ＭＳ）、イオン移動度計（ＩＭＳ）の代替方法として、化学発光法、バイオセンサー、レーザー誘起光音響分光法（ＬＩＰＡＳ）などを用いることができる。予備分析手段としての赤外分光法の代替法として、ラマン分光法などを用いてもよい。検査試料の気化部には、加熱板およびヒーターの代わりに、試料蒸気の発生手段として赤外線ハロゲンランプなどの光源を用いて加熱してもよい。また、測定対象は薬物に限定されず、薬理効果を持たない一般の有機化合物、香料、食品、材料などにも広く適用できる。
上記実施例によれば、高いスループットと高い分析信頼性によって麻薬、覚せい剤および危険ドラッグなどの薬物の測定が可能であるため、多検体の高速処理の用途にも適用できる。例えば、税関、空港などの密輸防止などの検査サイトや研究所で使用することができる。
１ 気化部
２ イオン化部
３ 質量分析部
４ 吸引ポンプ
５ 真空ポンプ
６ 制御部
７ 演算処理部
８ 画像表示部
９ 音声報知部
１０ 加熱板
１１ 試料採取材
１２ 三方バルブ
１３、１８ マスフローコントローラー
１４、２０ ストップバルブ
１５ ヒーター
１６ 温調器
１７ 補助ガス
１９ 吸着部
２１ 赤外分光光度計
２２ サンプルホルダー
２ イオン化部
３ 質量分析部
４ 吸引ポンプ
５ 真空ポンプ
６ 制御部
７ 演算処理部
８ 画像表示部
９ 音声報知部
１０ 加熱板
１１ 試料採取材
１２ 三方バルブ
１３、１８ マスフローコントローラー
１４、２０ ストップバルブ
１５ ヒーター
１６ 温調器
１７ 補助ガス
１９ 吸着部
２１ 赤外分光光度計
２２ サンプルホルダー
Claims (6)
- 被検査試料、或いは被検査試料が付着した試料採取材を導入する開口を備えた気化室と、当該気化室内にて、前記被検査試料、或いは試料採取材を加熱する加熱器と、前記気化室にて気化された被検査試料をイオン化するイオン化室と、当該イオン化室を負圧にする吸引装置と、前記イオン化室にて発生したイオンを分析する分析装置と、前記加熱器と前記吸引ポンプを制御する制御装置と、前記加熱器の加熱温度に関する第１の情報と前記吸引装置によって発生するガス流に関する第２の情報、或いは第１の情報と第２の情報に関連する関連情報を設定する設定装置を備え、当該設定装置は、任意の時間範囲の前記第１の情報と第２の情報、或いは前記関連情報を設定するものであって、前記制御装置は、設定された情報に基づいて、前記加熱器と前記吸引装置を制御することを特徴とする薬物探知装置。
- 請求項１において、
前記設定装置は、複数の時間範囲の前記第１の情報と第２の情報、或いは前記関連情報を設定するものであることを特徴とする薬物探知装置。 - 請求項１において、
前記吸引装置は、吸引ポンプ、及び当該吸引ポンプによるガス吸引量を調節するフローコントローラーを備え、前記制御装置は、当該フローコントローラーを制御することによって、前記ガス流を制御することを特徴とする薬物探知装置。 - 請求項１において、
前記被検査試料を予備分析する予備分析装置を備え、前記設定装置は、当該予備分析装置の分析結果に基づいて、前記第１の情報と前記第２の情報を設定することを特徴とする薬物探知装置。 - 請求項１において、
前記分析装置は、質量分析装置、イオン移動度計、化学発光法を利用した測定装置、バイオセンサー、電子捕獲検出器（ＥＣＤ）、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）、或いはレーザー誘起光音響分光法（ＬＩＰＡＳ）を利用した測定装置であることを特徴とする薬物探知装置。 - 請求項１において、
前記加熱器は、セラミックヒーター、赤外線ハロゲンランプ、キューリーポイント加熱器であることを特徴とする薬物探知装置。
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