JP2019074391A - 質量分析用データ処理装置及び質量分析用データ処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】定量分析の対象となる定量対象化合物のスクリーニング結果を、定量対象化合物の定量イオンの抽出イオンクロマトグラムと対応させて確認可能とする。【解決手段】定量対象化合物の定量イオンの抽出イオンクロマトグラムを作成するクロマトグラム作成部と、定量イオンに対して設定された所定の基準値の強度の、定量対象化合物を含む標準試料の濃度に対する高さに相当する基準値ライン強度を設定するスクリーニング条件設定部と、抽出イオンクロマトグラムを表示した画面上に基準値ライン強度に対応する基準値強度ラインを重畳して表示するための画像データを作成する画像データ作成部と、抽出イオンクロマトグラムが生成されている定量対象化合物の定量イオンの強度が基準値ライン強度を超えたか否かをスクリーニングし、定量イオンの強度が基準値を超えた場合にその旨を報知するスクリーニング部を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、質量分析用データ処理装置及び質量分析用データ処理方法に関する。

従来、既知の成分の定量分析、および未知の成分の定性分析する手法として、クロマトグラフ質量分析が知られている。クロマトグラフ質量分析は、クロマトグラフィー法を用いて時間的に分離した成分を順次にイオン化し、さらに質量分析器によってイオンを質量電荷比［ｍ／ｚ］に応じて分離して検出器で検出する分析方法である。このような分析を行う質量分析装置は、経過時間（保持時間）にともなって検出される各成分の質量スペクトルをデータ処理するためのデータ処理装置を備える。

このデータ処理装置は、例えば定性分析においては、まず、未知の成分のイオンの総量にあたる信号強度を保持時間にともなってプロットした全イオン電流クロマトグラム（Total Ion Current Chromatogram:以下、ＴＩＣＣと称す）を作成する。次いで、データ処理装置は、ＴＩＣＣ上のピークをサーチし、検出したピーク位置におけるマススペクトルを抽出する。さらに、データ処理装置は、抽出したマススペクトルをライブラリーのスペクトルと比較することによって、このクロマトピークの試料成分を同定する。

一方、定量分析においては、データ処理装置は、マススペクトルのデータであるマススペクトルデータから、既知の成分のイオンの信号強度を保持時間にともなってプロットした抽出イオンクロマトグラム（Extracted Ion Chromatogram：以下、「ＥＩＣ」とも称する）を作成し、このＥＩＣから求めたピーク面積を検量線に当てはめることによって、既知の成分を定量する。

特許文献１には、イオンを質量分析する質量分析部と、質量分析部より質量選択的に排出されたイオンを検出する検出部と、検出対象物質に由来するイオンの強度が所定の闇値を超える場合に検出対象物質が存在すると判定するデータ処理部と、データ処理部による判定を出力する出力部とを備えた危険物探知装置が開示されている。また、特許文献１には、出力部は、検出対象物質の存在を表示する表示部であること、及び、出力部は、検出対象物質が存在するとデータ処理部が判定した場合にアラームを鳴らすことが開示されている。このような技術によれば、試料中における、検出すべきイオンに対応する物質の存在の有無を判定できる。そして、物質の存在が認められた場合に、詳細な再検査等を行うことが可能となる。

特開２００８−２６２９２２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、定量分析の対象となる定量対象化合物の定量イオンの強度が所定の基準値（閾値）を超えているか否かの情報を、定量対象化合物の定量イオンの抽出イオンクロマトグラムと対応させて確認することができなかった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、定量分析の対象となる定量対象化合物の強度が所定の基準値（閾値）を超えているか否かの情報を、定量対象化合物の定量イオンの抽出イオンクロマトグラムと対応させて確認できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一側面を反映した質量分析用データ処理装置は、クロマトグラフによって保持時間に応じて分離した試料成分を順次質量分析して得られたデータに基づいて、試料成分の同定及び定量を行うための質量分析用データ処理装置であって、定量分析の対象となる定量対象化合物の定量イオンの抽出イオンクロマトグラムを作成するクロマトグラム作成部と、定量イオンに対して設定された所定の基準値の強度の、定量対象化合物を含む標準試料の濃度に対する高さに相当する基準値ライン強度を設定するスクリーニング条件設定部と、抽出イオンクロマトグラムを表示した画面上に基準値ライン強度に対応する基準値強度ラインを重畳して表示するための画像データを作成する画像データ作成部と、抽出イオンクロマトグラムが生成されている定量対象化合物の定量イオンのピーク強度が基準値ライン強度を超えたか否かをスクリーニングするとともに、定量イオンの強度が基準値を超えた場合にその旨を報知するスクリーニング部と、を備える。

また本発明の一側面を反映した質量分析用データ処理方法は、上記質量分析用データ処理装置における質量分析用データ処理方法である。

このような本発明によれば、定量分析の対象となる定量対象化合物の強度が所定の基準値（閾値）を超えているか否かの情報を、定量対象化合物の定量イオンの抽出イオンクロマトグラムと対応させて確認できるようになる。

本発明の一実施形態に係る質量分析装置の概略を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係る質量分析用データ処理装置において処理するデータの構成を説明するための図である。 マススペクトルの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る表示部の画面の表示領域の構成例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る質量分析用データ処理装置による質量分析用データ処理のメイン処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る質量分析用データ処理のメイン処理において実行されるスクリーニングの手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る質量分析用データ処理のメイン処理において実行されるスクリーニングの手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の質量分析用データ処理装置及び質量分析用データ処理方法の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

［第１の実施の形態］
＜質量分析装置＞
図１は、本発明の一実施形態の質量分析装置の概略を示す構成図である。図１に示す第１の実施の形態に係る質量分析装置１は、クロマトグラフで分離した試料成分を順次に質量分析するものであって、試料分離部１０１及び質量分析部１０２と共に、第１の実施の形態の質量分析用データ処理装置１ａを備える。以下、質量分析装置１が備えるこれらの構成要素の詳細を説明する。

（試料分離部）
試料分離部１０１は、分析対象となる混合物試料を成分毎に分離するクロマトグラフの一例である。この試料分離部１０１は、分析対象となる混合物試料を導入するための試料導入部１０１ａと、試料導入部１０１ａから導入された試料を成分毎に分離するためのカラム１０１ｂとを備える。カラム１０１ｂは、試料導入部１０１ａから導入された試料を通過させる固定相が充填されたものである。固定相を通過する速度に応じて時間的に分離された成分は、各成分に固有の保持時間［ＲＴ：Retention Time］で質量分析部１０２に供給される。

なお、本実施形態では、試料分離部１０１として、例えば、ガスクロマトグラフを用いる例を挙げるが、本発明はこれに限定されない。例えば、液体クロマトグラフや他のクロマトグラフを用いてもよい。

（質量分析部）
質量分析部１０２は、試料分離部１０１で分離され、時間差を持って供給される各成分を順次にイオン化し、イオン化した各成分のイオンをさらに質量電荷比［ｍ／ｚ］に応じて分離して検出する。質量分析部１０２は、イオン化部１０２ａと質量分離部１０２ｂと検出器１０２ｃとを備える。

イオン化部１０２ａは、試料分離部１０１から供給された成分を、順次にイオン化する。イオン化部１０２ａでは、試料分離部１０１から供給された成分の分子イオンと、分子イオンが開裂した複数のフラグメントイオンとが生成される。

質量分離部１０２ｂは、イオン化部１０２ａから供給された各イオンを質量電荷比［ｍ／ｚ］毎に分離し、特定の質量電荷比［ｍ／ｚ］のイオンのみを通過させ検出器１０２ｃに到達させる。この質量分離部１０２ｂにおいては、検出器１０２ｃに到達させるイオンの質量電荷比［ｍ／ｚ］をスキャンさせることにより、各イオンを質量電荷比［ｍ／ｚ］毎に順次に検出器１０２ｃに到達させる処理が、一定時間ごとに繰り返し行われる。質量分離部１０２ｂには、イオン化部１０２ａとの組み合わせによって適宜の方式のものが用いられる。

検出器１０２ｃは、質量分離部１０２ｂにおいて質量電荷比［ｍ／ｚ］に応じて分離されたイオンの信号強度［Ｉ］を検出する。そして、検出器１０２ｃは、得られた信号強度［Ｉ］を質量電荷比［ｍ／ｚ］のスキャンに対応させて取り出すことにより、スキャン毎にマススペクトル信号を得る。検出器１０２ｃが得たマススペクトル信号は、質量分析用データ処理装置１ａに供給される。

（質量分析用データ処理装置）
質量分析用データ処理装置１ａは、試料に含まれる化合物が定量分析の対象となる定量対象化合物であることを同定するための定性分析を行うとともに、定量対象化合物の濃度が所定の基準値を超えるか否かを確認するスクリーニングを行う。そして、スクリーニングの結果、定量対象化合物の濃度が所定の基準値濃度を超えたことが検知された場合には、その旨を、音声等でユーザーに報知する。本実施形態の質量分析用データ処理装置１ａは、例えば、未知の試料中における爆発物や汚染物質等の含有量（濃度）が、許容範囲内の量、すなわち、基準値以下の量であるか否かを判定することを要する装置等に適用することができる。

質量分析用データ処理装置１ａは、入出力制御部１０、記憶部１１、マススペクトル抽出部１２、クロマトグラム作成部１３、スクリーニング条件設定部１４、スクリーニング部１５、同定部１６、画像データ作成部１７、スピーカー１８、操作部１９及び表示部２０を備える。

入出力制御部１０は、予め設定されたプログラム、及び、ユーザーによる操作部１９からの操作にしたがって、他の各部における動作のタイミングを制御し、該制御によって質量分析データ処理を実行する。この入出力制御部１０は、質量分析用データ処理装置１ａを構成する他の各部と、質量分析部１０２の検出器１０２ｃとに接続される。

記憶部１１には、検出器１０２ｃで検出された質量スペクトル信号を保持時間［ＲＴ］に関連付けたデータが記憶される。

ここで、図２を参照して、質量分析用データ処理装置１ａに記憶されるデータの構成例について説明する。図２は、質量分析用データ処理装置１ａに記憶されるデータの構成例を示す説明図である。図２の横軸は時間であり、縦軸は信号強度［Ｉ］である。

入出力制御部１０には、前述した繰り返し行われるスキャン毎に検出器１０２ｃで検出されたマススペクトル信号が、保持時間［ＲＴ］にしたがって順に入力される。そして、記憶部１１には、以降に説明するクロマトグラム作成部１３で作成される質量電荷比［ｍ／ｚ］毎のクロマトグラム（ＥＩＣ：抽出イオンクロマトグラム）が記憶される。ＥＩＣは、保持時間［ＲＴ］に対する特定質量電荷比のイオンの信号強度［Ｉ］を示すグラフであり、図２中に破線で示される。なお、図２においては、説明を簡略化するため、４箇所の質量電荷比［ｍ／ｚ］に対応する４つのＥＩＣのみを示した。

ＥＩＣは、保持時間［ＲＴ］に対して設定された保持時間範囲［Ｔｗ］中の所定の抽出時間位置［ｔｐ］にピークを有する。

さらに、記憶部１１には、既知の物質のマススペクトルを化合物名及び構造式と紐づけたデータが、ライブラリーとして予め格納される。ここで、図３を参照して、マススペクトルの例について説明する。図３は、マススペクトルの一例を示す説明図である。図３の横軸は質量電荷比［ｍ／ｚ］であり、縦軸は信号強度［Ｉ］である。図３に示すマススペクトルは、ｍ／ｚ ２００に強いマススペクトル成分を有し、ｍ／ｚ ７７及びｍ／ｚ １０６に、比較的強いマススペクトル成分を有する。なお、記憶部１１にライブラリーとして格納するデータ（以下、「ライブラリーデータ」とも称する）として、ＮＩＳＴ（National Institute of Standards and Technology）ライブラリーに格納されたデータと同一のものを使用してもよい。

マススペクトル抽出部１２は、記憶部１１に記憶されているデータに基づいて、検出器１０２ｃで検出された信号強度［Ｉ］を保持時間［ＲＴ］毎に積算した全イオン電流クロマトグラム（ＴＩＣＣ：図２参照）を作成する。

そして、マススペクトル抽出部１２は、作成したＴＩＣＣに基づいて、通常の自動ピーク検出（いわゆるピークサーチ）プログラムに従って、ＴＩＣＣに基づく一連のスペクトル抽出を実施する。マススペクトル抽出部１２は、上述の自動ピーク検出によって、ＴＩＣＣ上の各ピークに該当する保持時間［ＲＴ］毎のマススペクトルを抽出してマススペクトルデータを生成する。

クロマトグラム作成部１３は、マススペクトル抽出部１２で生成されたマススペクトルデータから、ＥＩＣを作成する。

スクリーニング条件設定部１４は、定量対象化合物の濃度が基準値を超えているか否かを判定するスクリーニングにおいて使用される条件である、スクリーニング条件を、以下の手順で作成する。
（１）定量対象化合物を含む標準試料を測定する。
（２）予め設定された定量条件と、（１）で行った標準試料の測定結果を用いて、標準試料の定性分析を行う。
（３）（２）で行った標準試料の定性分析の結果得られた実測値と、定量条件に基づいて行った定量分析の測定値とを用いて、スクリーニング条件を作成する。なお、スクリーニング条件設定部１４によるスクリーニング条件の作成処理の詳細については、質量分析用データ処理装置１ａにより行われるメイン処理の手順を示す図５を参照して詳述する。

スクリーニング条件設定部１４が参照する定量条件は、予め定量条件設定ファイル（不図示）としてユーザーによって作成される。定量条件設定ファイルに設定される定量条件は、例えば以下の項目で構成される。
・化合物名
・保持時間［ＲＴ］
・定量イオンの質量電荷比［ｍ／ｚ］
・基準値
・ピーク検出時間範囲

「化合物名」には、定量対象化合物の名称が設定される。「保持時間［ＲＴ］」には、定量対象化合物の保持時間［ＲＴ］が分単位で設定される。「定量イオンの質量電荷比［ｍ／ｚ］」には、定量対象化合物の定量イオンの質量電荷比［ｍ／ｚ］が設定される。「基準値」には、スクリーニング部１５が定量対象化合物のスクリーニングを行う際に用いる閾値としての基準濃度がｐｐｍの単位で設定される。

ピーク検出時間範囲は、定量対象化合物のピークの検出を行う時間であるピーク検出時間を規定する設定値であり、保持時間［ＲＴ］±（ピーク検出範囲÷２）で表される。例えば、保持時間［ＲＴ］が３分であり、ピーク検出範囲が０．５分（３０秒）である場合、ピーク検出時間範囲は２分４５秒〜３分１５秒の間となる。ピーク検出範囲には、任意の時間を設定することができる。

上記各項目を含む定量条件設定ファイルは、記憶部１１に記憶される。

スクリーニング条件設定部１４は、スクリーニング条件として、以下の各項目を作成する。
・化合物名
・保持時間［ＲＴ］の実測値
・定量イオンの質量電荷比［ｍ／ｚ］
・ピーク検出時間範囲
・ピーク強度
・標準物質濃度
・基準値
・基準値ライン強度

「化合物名」、「定量イオンの質量電荷比［ｍ／ｚ］」、「基準値」、及び、「ピーク検出時間範囲」は、定量条件に設定された各設定値を流用することができる。

「保持時間の実測値」及び「ピーク強度」には、上記（３）で行われた定性分析の結果得られた実測値が設定される。「標準物質濃度」には、標準試料の濃度が設定される。

「基準値ライン強度」は、基準値の強度の、標準試料の濃度に対する高さとして示される値であり、基準値ライン強度は、標準物質濃度、ピーク強度及び基準値の情報を用いて、下記の式（１）によって算出することができる。

基準値ライン強度＝ピーク強度×基準値／標準物質濃度…式（１）

なお、ここで求める基準値ライン強度は、標準試料の測定結果に基づいて算出されるものであり、標準試料にはノイズ成分が含まれている。それゆえ、ここで算出する基準値ライン強度も、ノイズ成分も含んだものとする。

スクリーニング条件設定部１４で設定された上記各項目よりなるスクリーニング条件は、例えばスクリーニング条件設定ファイル（不図示）として記憶部１１に記憶される。

スクリーニング部１５は、スクリーニング条件設定部１４で作成されたスクリーニング条件に基づいて、定量対象化合物の濃度が所定の基準値ライン強度を超えるか否かを判定するスクリーニングを行う。そして、スクリーニング部１５は、スクリーニングの結果を、スクリーニングの結果が格納されるリストである、スクリーニング結果リスト（不図示）に反映させる。また、スクリーニング部１５は、スクリーニングにより、定量対象化合物の濃度が基準値ライン強度を超えたことを検知した場合には、その旨をスクリーン結果リストに記載するとともに、スピーカー１８から報知、及び／又は、表示部２０の画面を介してユーザーに報知する。

同定部１６は、クロマトグラム作成部１３でＥＩＣが作成されている測定中の化合物が、定量対象化合物であるか否かの判定を行う。具体的には、同定部１６は、ピーク検出開始時間が訪れた化合物を対象としてピークサーチを行い、ピーク検出終了時間までの間にピークを検出できた場合に、測定中の化合物が定量対象化合物であると同定する。ピーク検出開始時間は、定量条件に設定された「ピーク検出時間範囲」の開始時間であり、保持時間［ＲＴ］−（ピーク検出範囲÷２）で表される。ピーク検出終了時間は、「ピーク検出時間範囲」の終了時間であり、保持時間［ＲＴ］＋（ピーク検出範囲÷２）で表される。

なお、本実施形態では、同定部１６が、ピーク検出時間範囲内でピークが検出されるか否かの情報のみに基づいて化合物の同定を行う例を挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、同定部１６が化合物の同定を行う条件として、ピークサーチの結果検出されたピークのトップ位置の保持時間［ＲＴ］が予め設定されたＲＴ許容誤差内に入っているか否かの情報を用いてもよい。この場合、同定部１６は、ピークのトップ位置の保持時間［ＲＴ］がＲＴ許容誤差内に入っている場合に測定中の化合物を定量対象化合物であると同定し、ＲＴ許容誤差内に入っていなかった場合に、測定中の化合物は定量対象化合物でない（定量対象化合物不検出）と判定する。

または、同定部１６が化合物の同定を行う条件として、化合物の定量イオンの強度に対する参照イオンの強度の比を示すＩ／Ｑ比の情報を用いてもよい。この場合、同定部１６は、測定されたＩ／Ｑ比（実測Ｉ／Ｑ比）と、定量条件に設定されているＩ／Ｑ比（設定Ｉ／Ｑ比）とを比較し、比較の結果得られた両Ｉ／Ｑ比の差が、予め設定された許容誤差の範囲に収まっている場合に、測定中の化合物が定量対象化合物であると同定する。実測Ｉ／Ｑ比と設定Ｉ／Ｑ比との誤差が許容誤差の範囲外であった場合には、測定中の化合物は定量対象化合物でない（定量対象化合物不検出）と判定する。

または、同定部１６が化合物の同定を行う条件として、マススペクトル抽出部１２で作成されたマススペクトルと、ライブラリーサーチでヒットした化合物のマススペクトルとを比較して求めたスペクトル類似度の情報を用いてもよい。この場合、同定部１６は、マススペクトルとライブラリーデータとの類似度が所定の閾値以上である場合に、測定中の化合物が定量対象化合物であると同定する。マススペクトルとライブラリーデータとの類似度が所定の閾値未満である場合には、測定中の化合物は定量対象化合物でない（定量対象化合物不検出）と判定する。

なお、同定部１６が化合物の同定に使用可能な条件として挙げた上記各条件は、それぞれ単独で用いられてもよく、上記条件のうちの幾つか、あるいはすべて併用されてもよい。本実施形態で同定部１６によって用いられるピーク検出時間範囲の情報に加えて、ＲＴ許容誤差の情報、スペクトル類似度の情報、及び／又は、Ｉ／Ｑ比の情報を用いることにより、同定部１６による化合物同定の精度をより高めることができる。

画像データ作成部１７は、マススペクトル抽出部１２で生成されたＴＩＣＣと、同定部１６によってピーク検出時間範囲でのピークサーチが行われている化合物のＥＩＣと、スクリーニング結果リストに格納された各情報とを、表示部２０に表示するための画像データに変換する。また、画像データ作成部１７は、スクリーニング条件設定部１４でスクリーニング条件に設定された基準値ライン強度の情報に基づいて、スクリーニング結果が表示される画像中に表示する基準値強度ラインを生成する。

画像データ作成部１７で生成された各画像データは、表示部２０の画面を分割した各領域に、それぞれ画像として表示される。なお、画像データ作成部１７で生成された画像データによる画像の、表示部２０の画面での表示は、質量分析用データ処理装置１ａがデータを分析すると同時に、リアルタイムで（時間的に並行して）行われる。表示部２０の画面の表示領域の構成例については、次の図４を参照して詳述する。

操作部１９は、質量分析用データ処理装置１ａにおいて実行するデータ処理に関する各種設定を入力する。データ処理に関する各種設定とは、例えばクロマトグラム作成部１３においてクロマトグラムを作成する保持時間範囲［Ｔｗ］の設定等である。この操作部１９は、例えばキーボード、マウス等で構成されてもよい。

表示部２０は、画像データ作成部１７で作成された画像データに基づいて画像を表示する。なお、操作部１９と表示部２０とを、ユーザーのタッチ入力が可能なタッチパネルとして、互いに一体に形成してもよい。

＜表示部の画面の表示領域の構成例＞
次に、図４を参照して、表示部２０の画面の表示領域の構成例について説明する。図４は、表示部２０の画面の表示領域の構成例を示す説明図である。

図４に示すように、表示部２０の画面の表示領域は、クロマトグラム表示領域Ａｒ１、及び、スクリーニング条件及びスクリーニング結果表示領域Ａｒ２で構成される。クロマトグラム表示領域Ａｒ１は、さらに、ＴＩＣＣ表示領域Ａｒ１１及びＥＩＣ表示領域Ａｒ１２を含む。

ＴＩＣＣ表示領域Ａｒ１１には、マススペクトル抽出部１２で作成された、測定中のＴＩＣＣが表示される。ＥＩＣ表示領域Ａｒ１２には、測定開始からの経過時間が、定量条件として設定されたピーク検出開始時間を超えた化合物のＥＩＣ、すなわち、スクリーニング部１５によって、ピーク検出時間範囲におけるピークサーチが行われているＥＩＣが表示される。スクリーニング部１５によってピーク検出時間範囲におけるピークサーチが行われている化合物が複数存在する場合には、ＥＩＣ表示領域Ａｒ１２に複数のＥＩＣが表示される。

図４に示す例では、ＥＩＣ表示領域Ａｒ１２の上段には、質量電荷比［ｍ／ｚ］が“１２９”の化合物ＣのＥＩＣが表示され、下段には、質量電荷比［ｍ／ｚ］が“５７”の化合物ＤのＥＩＣが表示されている。また、ＥＩＣ表示領域Ａｒ１２の各領域には、基準値強度ラインＬ１及びＬ２がＥＩＣに重畳して、それぞれ破線で表示されている。この基準値強度ラインＬ１及びＬ２は、スクリーニング条件に設定された基準値ライン強度の情報に基づいて、画像データ作成部１７によって生成される。

図４に示す例では、質量電荷比［ｍ／ｚ］が“１２９”の化合物Ｃの濃度が、基準値強度ラインＬ１を超えている。よって、スクリーニング部１５の制御に基づいて、スピーカー１８（図１参照）から警告音が放音される。

スクリーニング条件及びスクリーニング結果表示領域Ａｒ２には、スクリーニング条件設定部１４で設定されたスクリーニング条件、及び、スクリーニング部１５により実施されたスクリーニングの結果を示すスクリーニング結果リストの情報が記載される。具体的には、以下の項目が表示される。

・化合物名
・保持時間［ＲＴ］（分）
・定量イオンの質量電荷比［ｍ／ｚ］（図においては「定量イオン」と表記）
・ピーク検出時間範囲（分）
・標準物質濃度（ｐｐｍ）
・ピーク強度（ピークの高さ）
・基準値（ｐｐｍ）
・基準値ライン強度
・検出結果

「化合物名」には、標準試料に含まれる化合物の名称が記載される。図４に示す例では、標準試料に化合物Ａ、化合物Ｂ、化合物Ｃ及び化合物Ｄが含まれるため、これらの４つの化合物の名称が記載されている。

「保持時間［ＲＴ］（分）」には、スクリーニング条件設定部１４で実施された定性分析の結果得られた保持時間［ＲＴ］の実測値が記載される。「定量イオンの質量電荷比［ｍ／ｚ］」、「ピーク検出時間範囲（分）」、「標準物質濃度（ｐｐｍ）」、「基準値（ｐｐｍ）」、「基準値ライン強度」には、スクリーニング条件設定ファイルに記載された値が記載される。

「検出結果」には、スクリーニング部１５によるスクリーニングの結果が記載される。具体的には、スクリーニング部１５によるスクリーニングの結果、定量対象化合物の濃度が基準値を超えた場合には、“Ｄ．”が記載され、基準値以下であった場合には“Ｎ．Ｄ．”と記載される。図４に示す例では、化合物Ｂ及び化合物Ｃにおいて、基準値以上の濃度が検出されたことが示されている。

＜質量分析用データ処理装置による質量分析用データ処理手法＞
次に、図５〜図７を参照して、本実施形態に係る質量分析用データ処理装置１ａによる質量分析用データ処理手法について説明する。図５は、本実施形態に係る質量分析用データ処理装置１ａによる質量分析用データ処理のメイン処理の手順を示すフローチャートである。図６及び図７は、質量分析用データ処理のメイン処理において実行されるスクリーニングの手順を示すフローチャートである。

まず、ユーザーによって定量条件が設定され、定量条件設定ファイルが作成される（ステップＳ１）。定量条件設定ファイルに設定される定量条件は、上述したように、「化合物名」、「保持時間［ＲＴ］」、「定量イオンの質量電荷比［ｍ／ｚ］」、「基準値」及び「ピーク検出時間範囲」の各項目で構成される。

次いで、スクリーニング条件設定部１４によって、定量対象化合物を含む標準試料が測定される（ステップＳ２）。本実施形態では、ステップＳ２において、スクリーニング条件設定部１４は、既知の単一の濃度の対象成分を含む１つの標準試料のみを測定する。これにより、標準試料の測定にかかる時間及び手間を、従来と比較して大幅に短縮することができる。なお、この後のステップで行われる定量分析の精度を、より高くする目的においては、ステップＳ２で測定が行われる標準試料中として、定量分対象化合物の濃度が高い標準試料を使用することが望ましい。

次いで、スクリーニング条件設定部１４は、ステップＳ２の測定により得られた標準試料測定結果と、ステップＳ１で作成された定量条件設定ファイルに記載された定量条件とに基づいて、標準試料の定性分析を行う（ステップＳ３）。

なお、ステップＳ３の定性分析においては、標準試料に含まれる各定量対象化合物の保持時間［ＲＴ］の情報、及び、ピーク強度の情報も取得される。これらの情報を取得するにあたり、スクリーニング条件設定部１４は、まず、クロマトグラム作成部１３によって生成された、標準試料に含まれる各定量対象化合物のＥＩＣを対象として、ピークの検出を行う。次いで、スクリーニング条件設定部１４は、検出したピークの情報から、保持時間［ＲＴ］の実測値及びピーク強度を取得する。

次いで、スクリーニング条件設定部１４は、ステップＳ３の定性分析の結果得られた各実測値と、定量条件設定ファイルに設定された定量条件の設定値とを用いて、スクリーニング条件を設定する（ステップＳ４）。

ステップＳ４で設定されるスクリーニング条件は、上述したように、「化合物名」、「保持時間［ＲＴ］の実測値」、「定量イオンの質量電荷比［ｍ／ｚ］」、「ピーク検出時間範囲」、「ピーク強度」、「標準物質濃度」、「基準値」及び「基準値ライン強度」の各項目で構成される。

「化合物名」、「定量イオンの質量電荷比［ｍ／ｚ］」、「基準値」、及び、「ピーク検出時間範囲」は、定量条件設定ファイルに設定された各設定値を流用することができる。また、「保持時間の実測値」及び「ピーク強度」には、ステップＳ３で行われた定性分析の結果得られた各実測値が設定される。「標準物質濃度」には、標準試料の濃度が設定される。また、「基準値ライン強度」は、上述の式（１）を用いて求めることができる。

次いで、スクリーニング部１５は、ステップＳ４で設定されたスクリーニング条件を用いて、定量対象化合物のスクリーニングを行う（ステップＳ５）。ステップＳ５でスクリーニング部１５がスクリーニングを行うことにより、スクリーニング結果及び定量対象化合物の測定結果の情報が得られる。

＜スクリーニング部１５によるスクリーニング手法＞
次に、図６及び図７を参照して、図５のステップＳ５で実行されるスクリーニングの処理内容について説明する。

まず、ユーザーによって表示部２０に表示される測定モニターが起動される（ステップＳ１１）。ステップＳ１１の処理後、３つの処理（第１サブ処理〜第３サブ処理）が並行して実行される。このため、ステップＳ１１には、３つの処理が同時に実行開始されることを表すフォークノードＦｎが接続される。

図６の左側に示す第１サブ処理では、質量分析部１０２（図１参照）による定量対象化合物の測定が行われ、この測定結果が記憶部１１に記憶される。具体的には、マススペクトル抽出部１２は、記憶部１１から読み出したデータに基づくＴＩＣＣからマススペクトルを抽出し、この抽出したマススペクトルのマススペクトルデータを取得する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２でマススペクトル抽出部１２が取得したマススペクトルデータは、クロマトグラム作成部１３に供給される。

次いで、マススペクトル抽出部１２は、質量分析部１０２による測定が終了したか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３で、測定が終了していないと判定された場合（ステップＳ１３がＮＯ判定の場合）、マススペクトル抽出部１２は、再びステップＳ１２の処理を行う。一方、ステップＳ１３で、測定が終了したと判定された場合（ステップＳ１３がＹＥＳ判定の場合）、他の全ての処理が終了するまで待機することを示す図６の下側にあるジョインノードＪｎに移る。ジョインノードＪｎは、複数の処理を１つに結合することを表す。

図６の中央に示す第２サブ処理では、定量対象化合物のスクリーニングが行われる。具体的には、まず、ステップＳ１２でマススペクトル抽出部１２によって抽出されたマススペクトルデータを用いて、クロマトグラム作成部１３がＥＩＣを作成し、作成したＥＩＣで測定モニターの表示を更新する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５で測定モニターに表示される（表示が更新される）ＥＩＣは、ピーク検出開始時間が訪れたことによりピークの検出が行われているＥＩＣであり、該ＥＩＣを抽出する処理の手順については、後述の図７を参照して詳述する。

次いで、スクリーニング部１５は、ステップＳ１５でその表示が更新されたＥＩＣから抽出したピークの強度と、基準値ライン強度とを比較する（ステップＳ１６）。次いで、スクリーニング部１５は、ＥＩＣから抽出したピークの強度は基準値ライン強度よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７で、ピーク強度が基準値ライン強度よりも大きいと判定された場合（ステップＳ１７がＹＥＳ判定の場合）、スクリーニング部１５は、ＥＩＣが表示されている定量対象化合物の濃度が基準値を超えた旨を、スピーカー１８からの放音等によってユーザーに報知する（ステップＳ１８）。次いで、スクリーニング部１５は、スクリーニング結果リストに書き込まれているスクリーニング結果の内容を更新する（ステップＳ１９）。

次いで、スクリーニング部１５は、定量対象化合物の測定が終了したか否かの判定を行う（ステップＳ２０）。ステップＳ２０で、測定が終了していないと判定された場合（ステップＳ２０がＮＯ判定の場合）、スクリーニング部１５は、処理をステップＳ１５に戻す。一方、ステップＳ２０で、測定は終了したと判定された場合（ステップＳ２０がＹＥＳ判定の場合）、ジョインノードＪｎに移る。

一方、ステップＳ１７で、ピーク強度が基準値ライン強度以下であると判定された場合（ステップＳ１７がＮＯ判定の場合）、スクリーニング部１５は、処理をステップＳ２０に移す。

図６の右側に示す第３サブ処理では、定量対象化合物のＥＩＣを測定モニター上に表示する処理及び測定モニターから削除する処理と、第２サブ処理で得られたスクリーニング結果をスクリーニング結果リストに反映させる（スクリーニング結果を更新する）処理とが行われる。具体的には、まず、スクリーニング部１５は、測定モニター上にＥＩＣを表示していない定量対象化合物が存在するか否かを判定する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１で、ＥＩＣを表示していない定量対象化合物は存在しないと判定された場合（ステップＳ２１がＮＯ判定の場合）、ジョインノードＪｎに移る。

一方、ステップＳ２１で、ＥＩＣを表示していない定量対象化合物が存在すると判定された場合（ステップＳ２１がＹＥＳ判定の場合）、スクリーニング部１５は、スクリーニング条件に基づいて、ピーク検出開始時間と、測定開始からの経過時間とを比較する（ステップＳ２２）。次いで、スクリーニング部１５は、ピーク検出開始時間が、測定開始からの経過時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。

ピーク検出開始時間は、定量条件に設定された「ピーク検出時間範囲」の開始時間であり、上述のように、保持時間［ＲＴ］−（ピーク検出範囲÷２）で表される。つまり、ステップＳ２３では、ステップＳ２１でまだＥＩＣを表示していないと判定された化合物が、測定開始からの経過時刻がピーク検出時間範囲内に入った化合物であるか否か、すなわち、ＥＩＣを測定モニター上に表示すべきＥＩＣであるか否かを判定している。

ステップＳ２３で、ピーク検出開始時間が、測定開始からの経過時間以上であると判定された場合（ステップＳ２３がＹＥＳ判定の場合）、スクリーニング部１５は、定量対象化合物の定量イオンのＥＩＣを、測定モニターのＥＩＣ表示領域Ａｒ１２（図４参照）に追加する制御を行う（ステップＳ２４）。ステップＳ２４の制御が行われることにより、画像データ作成部１７によって、定量対象化合物の定量イオンのＥＩＣが、測定モニターのＥＩＣ表示領域Ａｒ１２中に新たに描画される。次いで、スクリーニング部１５は、スクリーニング結果リストに、ＥＩＣを描画中の化合物の化合物情報を追加する（ステップＳ２５）。

次いで、スクリーニング部１５は、定量対象化合物の測定が終了したか否かを判定する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６で、測定が終了していないと判定された場合（ステップＳ２６がＮＯ判定の場合）、スクリーニング部１５は、処理をステップＳ２１に戻す。一方、ステップＳ２６で、測定は終了したと判定された場合（ステップＳ２６がＹＥＳ判定の場合）、ジョインノードＪｎに移る。

ステップＳ２３で、ピーク検出開始時間が、測定開始からの経過時間未満であると判定された場合（ステップＳ２３がＮＯ判定の場合）、スクリーニング部１５は、図７のステップＳ３１の処理を行う。図７のステップＳ３１では、ピーク検出終了時間と、測定開始からの経過時間とを比較することが行われる。ピーク検出終了時間は、上述のように、「ピーク検出時間範囲」の終了時間であり、保持時間［ＲＴ］＋（ピーク検出範囲÷２）で表される。

次いで、スクリーニング部１５は、ピーク検出開始時間が、測定開始からの経過時間以下であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２で、ピーク検出開始時間が、測定開始からの経過時間以下であると判定された場合（ステップＳ３２がＹＥＳ判定の場合）、スクリーニング部１５は、測定モニターのＥＩＣ表示領域Ａｒ１２に表示中のＥＩＣを削除する制御を行う（ステップＳ３３）。次いで、スクリーニング部１５は、スクリーニングを行って得た結果の情報で、測定モニターのスクリーニング条件及びスクリーニング結果表示領域Ａｒ２の各項目の値を更新する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４の処理後、スクリーニング部１５は、処理を図６のステップＳ２６に移す。

そして、第１〜第３サブ処理のいずれもが終了してジョインノードＪｎに移った場合に、質量分析用データ処理装置１ａのメイン処理が終了し、測定モニターの表示が終了される（ステップＳ１４）。

＜各種効果＞
上記実施形態では、スクリーニング条件設定部１４によって、定量対象化合物を含む標準試料の濃度に対する基準値の高さに相当する基準値ライン強度が設定される。そして、画像データ作成部１７によって、定量対象化合物の定量イオンの抽出イオンクロマトグラムを表示した画面上に、基準値ライン強度に対応する基準値強度ラインを重畳して表示するための画像データが作成される。それゆえ、上記実施形態によれば、定量対象化合物の定量イオンの強度が所定の基準値（閾値）を超えているか否かの情報を、定量対象化合物の定量イオンの抽出イオンクロマトグラムと対応させて確認することができる。

また、上記実施形態では、抽出イオンクロマトグラムの定量イオンの強度が基準値を超えた場合にその旨をスクリーニング部１５がスピーカー１８等を介してユーザーに報知する。それゆえ、本実施形態によれば、ユーザーは、定量イオンの強度が基準値を超えたことを即時に把握することができる。

また、上記実施形態では、スクリーニング条件設定部１４は、基準値ライン強度の設定を行うに際して、既知の単一の濃度の対象成分を含む１つの標準試料のみを測定する。それゆえ、本実施形態によれば、従来のように、複数濃度の対象成分を含む複数の標準試料を測定する必要がなくなるため、標準試料の測定に要する手間及び時間を節減することができる。また、定量条件を詳細にわたって細かく設定する必要がなくなるため、定量条件設定画面を別途開く手間を要することなく、簡易に定量対象化合物のスクリーニングを実施することができる。

また、上記実施形態では、スクリーニング部１５が、定量対象化合物に対して予め設定された、定量対象化合物の保持時間［ＲＴ］を中心とする所定の時間幅を有するピーク検出時間範囲において、定量対象化合物の定量イオンのピークサーチを行う。そして、画像データ作成部１７が、スクリーニング部１５で定量イオンのピークサーチが行われている抽出イオンクロマトグラムを画面（のＥＩＣ表示領域Ａｒ１２）に表示させるための画像データを作成する。それゆえ、本実施形態によれば、ユーザーは、スクリーニング部１５で定量イオンのピークサーチが行われている化合物の抽出イオンクロマトグラムのみを、表示部２０の画面上で効率的に確認することができる。

また、上記実施形態では、同定部１６が、ピーク検出時間範囲内で定量対象化合物の定量イオンのピークを検出した場合に、ピークが検出された化合物を定量対象化合物と同定する。それゆえ、本実施形態によれば、その強度が基準値を超えているか否かを判断したい化合物の同定が、簡易に行われる。

また、条規実施形態では、同定部１６は、ピーク検出時間範囲内で定量対象化合物の定量イオンのピークを検出したか否かの情報に加えて、実測Ｉ／Ｑ比と設定Ｉ／Ｑ比との差分が所定の誤差範囲内にあるか否かの情報も用いて、定量対象化合物の同定を行うことができる。それゆえ、本実施形態によれば、定量対象化合物の同定精度を、より向上させることができる。

なお、本発明は上述した各実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。

例えば、上記実施形態では、定量対象化合物の定量イオンの強度が基準値ライン強度を超えた場合に、その旨をスクリーニング部１５がスピーカー１８等を介してユーザーに報知する例を挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ユーザーに報知するだけでなく、あるいは、ユーザーに対する報知処理に換えて、質量分析装置が接続された質量分析対象装置の動作を強制的に停止させる制御等を行ってもよい。これにより、例えば、工程分析の過程において、基準値を超える汚染物質又は残留物質等が検出された場合に、装置の動作を迅速に停止させることが可能となる。

また、例えば、上述した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために装置の構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、図１中に実線で示した制御線又は情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…質量分析装置、１ａ…質量分析用データ処理装置、１０…入出力制御部、１１…記憶部、１２…マススペクトル抽出部、１３…クロマトグラム作成部、１４…スクリーニング条件設定部、１５…スクリーニング部、１６…同定部、１７…画像データ作成部、１８…スピーカー、１９…操作部、２０…表示部、１０２…質量分析部、Ａｒ１…クロマトグラム表示領域、Ａｒ１１…ＴＩＣＣ表示領域、Ａｒ１２…ＥＩＣ表示領域、Ａｒ２…スクリーニング結果表示領域、Ｌ１…基準値強度ライン

Claims (6)

1. クロマトグラフによって保持時間に応じて分離した試料成分を順次質量分析して得られたデータに基づいて、前記試料成分の同定及び定量を行うための質量分析用データ処理装置であって、
   定量対象化合物の定量イオンの抽出イオンクロマトグラムを作成するクロマトグラム作成部と、
   前記定量イオンに対して設定された所定の基準値の強度の、前記定量対象化合物を含む標準試料の濃度に対する高さに相当する基準値ライン強度を設定するスクリーニング条件設定部と、
   前記抽出イオンクロマトグラムを表示した画面上に前記基準値ライン強度に対応する基準値強度ラインを重畳して表示するための画像データを作成する画像データ作成部と、
   前記抽出イオンクロマトグラムが生成されている前記定量対象化合物の定量イオンの強度が前記基準値ライン強度を超えたか否かをスクリーニングするとともに、前記定量イオンの強度が前記基準値を超えた場合にその旨を報知するスクリーニング部と、を備える
   質量分析用データ処理装置。
2. 前記スクリーニング条件設定部は、既知の単一の濃度の対象成分を含む１つの標準試料を測定し、前記標準試料の測定結果を用いて前記基準値ライン強度の設定を行う
   請求項１に記載の質量分析用データ処理装置。
3. 前記スクリーニング部は、前記定量対象化合物に対して予め設定された、前記定量対象化合物の保持時間を中心とする前後所定の時間幅を含むピーク検出時間範囲において、前記定量対象化合物の定量イオンのピークサーチを行い、
   前記画像データ作成部は、前記スクリーニング部で前記定量イオンのピークサーチが行われている抽出イオンクロマトグラムを前記画面に表示させるための画像データを作成する
   請求項１又は２に記載の質量分析用データ処理装置。
4. 前記試料成分が前記定量対象化合物であることを同定する同定部をさらに備え、
   前記同定部は、前記ピーク検出時間範囲内で前記定量対象化合物の定量イオンのピークを検出した場合に、前記ピークが検出された化合物を前記定量対象化合物と同定する
   請求項３に記載の質量分析用データ処理装置。
5. 前記同定部は、前記定量対象化合物の定量イオンの強度に対する参照イオンの強度の比を示すＩ／Ｑ比の実測値である実測Ｉ／Ｑ比と、前記定量対象化合物の定量を行うための定量条件に設定されたＩ／Ｑ比である設定Ｉ／Ｑ比とを比較し、
   前記比較の結果得られる両Ｉ／Ｑ比の差が予め設定された許容誤差の範囲に収まっている場合、及び／又は、前記ピーク検出時間範囲内で前記定量対象化合物の定量イオンのピークを検出した場合に、測定中の化合物が定量対象化合物であると同定する
   請求項４に記載の質量分析用データ処理装置。
6. クロマトグラフによって保持時間に応じて分離した試料成分を順次質量分析して得られたデータに基づいて、前記試料成分の同定及び定量を行うための質量分析用データ処理方法であって、
   定量対象化合物の定量イオンの抽出イオンクロマトグラムを作成することと、
   前記定量イオンに対して設定された所定の基準値の強度の、前記定量対象化合物を含む標準試料の濃度に対する高さに相当する基準値ライン強度を設定することと、
   前記抽出イオンクロマトグラムを表示した画面上に前記基準値ライン強度に対応する基準値強度ラインを重畳して表示するための画像データを作成することと、 前記抽出イオンクロマトグラムが生成されている前記定量対象化合物の定量イオンの強度が前記基準値ライン強度を超えたか否かをスクリーニングするとともに、前記定量イオンの強度が前記基準値を超えた場合にその旨を報知することと、を含む
   質量分析用データ処理方法。

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