JP5421468B2 - 飛行時間型質量分析法におけるパルス化質量校正 - Google Patents

Description

本発明は、高分解能飛行時間型質量分析法（ＨＲＴＯＦＭＳ）に関し、さらに詳細には、クロマトグラフィー分離器の検出器として使用されるＨＲＴＯＦＭＳの質量スケールを校正する技術に関する。

飛行時間型質量分析計は、例えば、液体クロマトグラフィー（ＬＣ）、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）、及び包括的二次元クロマトグラフィー（ＧＣ×ＧＣ）等において、クロマトグラフィー分離器用の検出器として用いられる。質量スペクトル中に現れるイオンの質量電荷比を正確に測定するためには、高分解能飛行時間型質量分析計の質量スケール又は質量電荷スケールを校正する必要がある。

先行技術のＧＣ−ＨＲＴＯＦＭＳにおける質量校正には、一般的には、
ペルフルオロケロシン（ＰＦＫ）又はペルフルオロトリブチルアミン（ＰＦＴＢＡ）などの校正物質を、イオン源に一定の時間導入することと、
校正物質の質量スペクトルを記録することと、
校正物質イオンのｍ／Ｑ比と測定されたそれらの飛行時間との間の経験的関係を決定することと、
イオン源の中への校正物質の導入を停止することと、
ＧＣ−ＨＲＴＯＦＭＳ分析のための試料を承認することと、
実行全体を通して、いわゆる「ロックマス」をモニタリングすることによって分析の間の一時的なドリフトを補償することと
という工程が含まれる。

手順の第４のステップの間にイオン源の中への校正物質の導入を停止する際に、校正物質は、試料の導入前にイオン源から除去され、そして、試料の分析が完了するまで、イオン源に再導入されない。典型的なＧＣ分析の間に、ＨＲＴＯＦＭＳ飛行管の温度における熱ドリフトが、熱膨張又は熱収縮によって飛行菅の長さの変化をもたらし、それにより、飛行時間にドリフトを誘発することが公知である。この効果を補償するために、特定のイオンの飛行時間、すなわち、いわゆる「ロックマス」をモニタリングすることが一般的である。これにより、飛行時間とｍ／ｚ比との間の数学的関係における１つのパラメータを、ドリフトに対して補償可能になる。この手順は、本明細書では「単一パラメータのドリフト補償」と称する。

温度変化だけが飛行時間型質量分析計における唯一のドリフト源ではない。別途のドリフト源を補償するためには、２つ以上の「ロックマス」をモニタリングすることが必要である。理想的には、分析実行の全体を通して、質量校正に通常利用される全てのイオンをモニタリングするのである。これにより、校正物質質量スペクトルに存在するイオンと同じ位の数の質量校正パラメータの頻繁な更新が可能になる。分析実行の全体を通して頻繁にそのような質量校正を繰り返すことによって、飛行時間型測定において考えられる多くのドリフト源を補償することが可能になる。そのような手順は、本明細書では「多重パラメータのドリフト補償」と称する。

多重パラメータのドリフト補償を達成する１つの方法は、分析実行の全体を通して継続的にＨＲＴＯＦＭＳのイオン源に質量校正物質を導入し、実行中に多数の質量校正を行うことである。しかしながら、この手順は２つの理由で不利である。第１に、校正物質イオンは検体イオンと頻繁に干渉する。第２に、イオン源内の校正物質は、例えば、電子衝突イオン化の場合において７０ｅＶの電子、又は化学イオン化の場合において擬分子イオンなどの因子をイオン化するために競合する。この競合により感度が低下する。これら理由のため、多重パラメータのドリフト補償は、大部分の分析システム、特にＧＣ−ＨＲＴＯＦＭＳやＧＣ×ＧＣ×ＨＲＴＯＦＭＳにおいては現実的ではない。従って、分析実行中に校正物質を導入することは有用であるが、質量干渉や感度損失を回避する方法で導入することが有用である。

本発明の目的は、クロマトグラフィー質量分析計システムのイオン源、特に、ＧＣ×ＧＣ×ＨＲＴＯＦＭＳに質量校正物質（「校正物質」）をパルス状に導入することを含む方法と、同方法を実行するためのシステムとを提供することである。

本発明のさらなる目的は、ＧＣ×ＧＣにおいて使用されるモジュレーションイベントで校正物質パルスを同期することを含む方法と、そのような方法を実行するためのシステムとを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、試料がクロマトグラフに承認された後であるが、試料がクロマトグラフを通過する前且つ試料の分析が完了する前に、質量分析計のイオン源に校正物質の多数のパルスを導入することを含む方法と、そのような方法を実行するためのシステムとを提供することである。

本発明のまた別の目的は、試料物質に関して質量スペクトルの干渉又は感度の損失を回避するような方法で、質量分析計のイオン源に校正物質の多数のパルスを導入することを含む方法と、そのような方法を実行するためのシステムとを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、質量分析計のイオン源に多数の校正物質パルスを導入し、その各パルスにおける校正物質の濃度が、ＧＣ×ＧＣの二次カラムのいわゆる「不感帯」中に、受容可能なレベルに上昇し、その後受容可能なレベルに下降するように導入することを含む方法と、そのような方法を実行するためのシステムとを提供することである。

多数の質量校正係数を演算することによって多重パラメータのドリフト補償を成し遂げる方法と、そのような方法を実行するためのシステムとを提供することもまた、本発明の目的である。

様々な実施形態によれば、例えば、ガスクロマトグラフの流出物をさらに分析するために質量分析計を用いる際などに、クロマトグラフと直列配置され且つ流体連通する飛行時間型質量分析計から得た質量電荷比の測定値を校正するための方法が提示される。この方法では、校正物質と試料物質とが質量分析計のイオン源に同時に存在しないように、試料がクロマトグラフィーシステムに導入された後であるが、試料の分析が完了する前に、飛行時間型質量分析計に校正物質を導入してもよい。さらにこの方法では、分析実行中に、校正物質の多数の質量スペクトルを取得してもよい。いくつかの実施形態において、分析実行中に導入された校正物質から得た質量スペクトルに基づいて、多数の質量校正を計算してもよい。

下記の開示と添付図面とを参照し、本願教示の上記目的や特徴、及び他の目的や特徴をより明らかにする。

添付図面を参照すれば、本願教示はより完全に理解可能である。添付の図面は、本願教示の説明及び例示を意図したものであって、本願教示を限定するものではない。

本願教示の様々な実施形態による校正物質パルス導入システムの概略図である。 本願教示の様々な実施形態による、校正物質が二次カラム不感帯にパルス導入されるＧＣ×ＧＣ法からもたらされるクロマトグラムである。 「質量測定残余」、「残余誤差」等としても知られる質量測定誤差を表すグラフであって、単一パラメータドリフト補償を行った結果である質量測定誤差のグラフである。 本願教示の様々な実施形態による、２つのパラメータのドリフト補償を行った結果である質量校正残余誤差を表したグラフである。 本願教示の様々な実施形態による、２つのパラメータ適合から得た残余を経て二次適合を行なった結果の質量校正残余誤差を表した図である。 本開示の様々な実施形態による、各々時間の関数として取り且つ補償可能な５つのドリフトパラメータに関する一組のグラフである。 本願教示の様々な実施形態による、二次元ガスクロマトグラフと、飛行時間型質量分析計と、プロセッサ及びディスプレイを備える制御部とを備える例示的なシステムを示す。 本願教示のさらに別の様々な実施形態による、パルス化校正物質導入システムの概略図である。

様々な実施形態によれば、例えばガスクロマトグラフの流出物をさらに分析するために質量分析計を用いる際などに、クロマトグラフと直列で流体連通して配置した質量分析計を用いて得た質量電荷比測定値を校正する方法が提供される。校正物質は、試料のクロマトグラフィーシステムへの導入後で且つ試料分析の完了前に、飛行時間型質量分析計に導入可能である。本願教示に従って、校正物質と試料物質とは、質量分析計のイオン源に同時には存在しない。前記方法は、分析実行中に、校正物質の多数の質量スペクトルの取得をさらに含んでもよい。いくつかの実施形態において、分析実行中に導入した校正物質から得た質量スペクトルに基づいて、多数の質量校正を計算してもよい。前記方法を実行するためのシステムも提供する。

様々な実施形態によれば、上記システムは、イオン源を備える飛行時間型質量分析計と、飛行時間型質量分析計に操作可能に接続されたクロマトグラフィーシステムと、飛行時間型質量分析計と流体連通した校正物質源と、制御部とを備えていてもよい。いくつかの実施形態において、クロマトグラフィーシステムは包括的二次元ガスクロマトグラフを備えていてもよく、上記方法では、多数の二次カラム不感帯中に、前記質量分析計のイオン源に校正物質をパルス導入してもよい。いくつかの実施形態において、さらに上記方法では、分析実行中に、少なくとも２つの質量校正パラメータの一時的なドリフトを補償してもよい。

制御部は、クロマトグラフィーシステムに試料を導入するように構成し、且つ試料がクロマトグラフィーシステムに導入された後で且つ試料の分析が完了する前に、校正物質源から校正物質を飛行時間型質量分析計に導入するように構成してもよい。校正物質の導入は、校正物質と試料物質とが飛行時間型質量分析計のイオン源に同時に存在しないような条件下で行ってもよい。また、制御部は、分析実行中に校正物質の多数の質量スペクトルを取得するように構成し、且つ分析実行中に導入した校正物質から得た質量スペクトルに基づいて多数の質量校正を計算するように構成してもよい。

いくつかの実施形態において、制御部は、キャリアガス源、第１の流路を備えていてもよく、及び／又はキャリアガス源、第１の流路を制御するように構成されていてもよく、この第１の流路は、弁を備え、キャリアガス源と校正物質源との間を流体連通させてもよい。制御部はまた、第２の流路を備えていてもよく、及び／又は第２の流路を制御するように構成されていてもよく、この第２の流路は、第２の弁を備え、キャリアガス源と飛行時間型質量分析計との間を流体連通させてもよい。制御部はまた、第３の流路を備えていてもよく、及び／又は第３の流路を制御するように構成されていてもよく、この第３の流路は、校正物質源と飛行時間型質量分析計との間を流体連通させてもよい。キャリアガス源は、ヘリウム源、水素源、窒素源、又は、不活性ガス源など他のキャリアガス源を備えてもよい。校正物質源は、ペルフルオロケロシン（ＰＦＫ）、ペルフルオロトリブチルアミン（ＰＦＴＢＡ）、ペルフルオロメチルデカリン（ＰＦＤ）、他の校正物質、それらの組み合わせなどの物質源であってもよい。いくつかの実施形態において、クロマトグラフィーシステムは、包括的二次元ガスクロマトグラフを備えていてもよく、また制御部は、多数の二次カラム不感帯中に校正物質源からの校正物質を質量分析計のイオン源にパルス導入するように構成されていてもよい。

いくつかの実施形態において、本願教示の様々な特徴が、ＧＣ×ＧＣ×ＨＲＴＯＦＭＳプラットフォームにおいて有用である。本願教示は、以下の刊行物等において記載される様々なデバイス、システム、及び方法と共に、そしてそれらによって使用可能であり、以下の刊行物は、各々の全体が参照により本明細書に組み込まれる。１９９２年８月４日発行の米国特許第５，１３５，５４９号、１９９３年３月２３日発行の米国特許第５，１９６，０３９号、欧州特許第０５２２１５０号、日本特許第３３２００６５号として発行された日本特許出願第５０６２８１／４号、１９９９年１２月２８日発行の米国特許第６，００７，６０２号、２００３年４月１５日発行の米国特許第６，５４７，８５２号Ｂ２、２００１年１月１２日出願の国際公開第ＷＯ０１／５１１７０（ＰＣＴ／ＵＳ０１／０１０６５）号、２００２年３月１９日出願のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ０２／０８４８８号、２００９年７月１日発行の中国特許第ＺＬ０２８２８５９６．４号、２００９年７月９日発行の欧州特許出願第０２７２５２５１．９号、２００８年１２月１２日発行の日本特許第４２３１７９３号、及び２００７年８月２１日発行の米国特許第７，２５８，７２６Ｂ２号。

様々な実施形態によれば、例えばそれぞれ約８秒間継続する一連のいわゆる「二次クロマトグラム」を生成するＧＣ×ＧＣモジュレーション法が提供される。各二次ガスクロマトグラムの始めにおいては、いわゆる「不感帯」が存在し、その不感帯は、典型的には１０分の数秒から１秒又は２秒継続する短い時間間隔を有し、その間には検体材料が質量分析計のイオン源に到着することは出来ない。この不感帯は、ＧＣカラムを流れるキャリアガスより速くは、検体分子が同ＧＣカラムを移動できないという事実に起因する。結果として、検体材料は、キャリアガスが少なくとも一度カラム体積分を一掃するまではＧＣカラムから抽出させることが出来ない。キャリアガスがカラム体積分をこのように「第１の一掃」することにより、不感帯が発生する。

いくつかの実施形態において、各々数秒の持続時間を有する二次クロマトグラムを数百個取得するＧＣ×ＧＣシステムを使用してもよい。結果として、典型的な一回の分析中に、数百の二次カラム不感帯が生じる。様々な実施形態によれば、システムは、不感帯の持続時間よりも短い期間で校正物質の濃度が上下するように、ペルフルオロケロシン（ＰＦＫ）、ペルフルオロトリブチルアミン（ＰＦＴＢＡ）、ペルフルオロメチルデカリン（ＰＦＤ）などの校正物質を、イオン源にパルス導入するように構成された弁構成を備える。この手順は、数秒毎に質量校正スペクトルを供給することにより、ＨＲＴＯＦＭＳの頻繁な質量校正を可能にし、そして、多重パラメータのドリフト補償を可能にする。

いくつかの実施形態において、本願教示は従来のシステムが直面する上記問題点を克服する。様々な実施形態によれば、校正物質は、試料をクロマトグラフに入れた後で且つ分析が完了する前に質量分析計のイオン源に導入されるが、試料物質が存在する時にはいつでも、その校正物質は仮に存在したとしても、イオン源にほんのわずかな濃度でしか存在しない。これは、例えば、校正物質の導入を二次カラム不感帯に同期させることにより達成可能である。結果として、質量スペクトル干渉も感度損失も、それほど生じない。

なお、周知の「ラップアラウンド」効果により、試料が二次カラムの不感時間の間にイオン源に時折現れることがある。ほとんどの場合において、この効果は希であり、これを本願の教示にしたがって排除する方法として、例えば、当該分野で公知の方法を使用してＧＣ×ＧＣ器具を適切に調整すればよい。

本発明は、添付の図面を参照してより良く理解される。図１は、質量分析計の真空システムに校正物質のパルスを導入するための装置を説明する。同装置は、校正物質槽２と、飛行時間型質量分析計（ＴＯＦ）に通じるＴ字連結部４と、校正物質槽２及びＴ字連結部４と連通するバルブ付き導管に通じるＴ字連結部６と、複数の弁８とを備える。「校正物質オフ」状態においては、単純なオン／オフ弁が開閉し、順次ＴＯＦに連通するＴ字連結部６及び４からのヘリウムガス等のキャリアガスの流れが確立される。図１に図示するように、Ｔ字連結部６を校正物質槽２に連通させる導管又はチューブには、弁８が閉位置（非連通位置）で設けられている。従って、このように確立されたヘリウム流により、校正物質はＴＯＦから押し流され、排気口から出る。「校正物質オン」状態においては、ヘリウム流は、校正物質槽２にＴ字連結部６を連通させる導管又はチューブの内容物を一掃し、導管又はチューブは、弁８が開位置（連通位置）で設けられている。また、「校正物質オン」状態において、排気口は、図示の通り、弁によって回路から遮断され、閉位置（非連通位置）にある。モジュレーション・ピリオドと同期して弁をパルス化することによって、システムは、二次カラム不感帯中に校正物質を送出することが出来る。いくつかの実施形態において、モジュレーション・ピリオドと同期して弁をパルスにすることによって、システムは、二次カラム不感帯中に校正物質を送出するだけに構成してもよい。いくつかの実施形態において、Ｔ字連結部４及び／又は６からＴＯＦまでの管を加熱してもよい。いくつかの実施形態において、Ｔ字連結部と、校正物質槽にＴ字連結部を接続するチューブとを加熱してもよい。いくつかの実施形態において、弁は室温で動作させてもよい。

いくつかの実施形態において、約１．１バールから約３．０バールの圧力で、約１．２５バールから約１．７５バールの圧力で、約１．４バールから約１．６バールの圧力で、又は約１．５バールの圧力で、キャリアガスをクロマトグラフィー用キャピラリーカラムに通してもよい。

キャピラリーは、約０．０５ｍｍから約０．２ｍｍ、約０．０７５ｍｍから約０．１２５ｍｍ、又は約０．１ｍｍの内径（ｉｄ）を有する第１のステージを具備してもよい。キャピラリーは、約０．１ｍｍから約０．５ｍｍ、約０．２ｍｍから約０．４ｍｍ、又は約０．３２ｍｍの内径を有する第２のステージを具備してもよい。弁制御されたＴ字連結部から飛行時間型質量分析計までの距離は、Ｔ字連結部から排気口までの距離の約２倍、例えば、約１５ｃｍに対して約３０ｃｍ、又は約２０ｃｍに対して約４０ｃｍであってよい。

図２には、ディーゼル燃料のＧＣ×ＧＣ分析全体を通して、校正物質のパルス導入が図示されている。二次クロマトグラム１つ当たり数百の校正物質パルスは、一体化して画像の底部に沿った連続帯になったように見える。校正物質が各二次カラム分離の不感帯（垂直方向）に制約されることは明らかである。従って、変調期間（画像の垂直高さ）を８秒とすると、校正物質の全走査スペクトルに対して８秒毎に質量分析計を校正することが可能である。質量校正モデルを頻繁に求めることにより、ＨＲＴＯＦＭＳ校正パラメータにおけるドリフトを長い期間、すなわち一時間にわたって、効率的に補償する。

あるイオンの飛行時間ｔと質量電荷比Ｍとの間の関係は、以下の方程式（１）

となり、このときａとｂとは定数であり、ｉは質量校正に使用されるイオンの指数である。いくつかの実施形態において、既知の質量電荷比を有する多くのイオンを提供する校正物質が導入されると、方程式（１）は、データ配列［ｔ_ｉ，Ｍ_ｉ］に適合する。次に、校正物質が除去され、単一のロックマスの飛行時間が、分析実行の全体を通して測定される。測定した飛行時間は、ドリフトに対する定数ａを補正するために使用する。図３は、この単一パラメータのドリフト補償の典型的な結果を説明する。

しかしながら、本明細書に記載の方法で校正物質を質量分析計にパルス導入する際には、分析実行の全体を通して数秒毎に、多数のイオンを質量校正に利用可能である。そのような実施形態では、多重パラメータのドリフト補償が可能である。

図４は、本願教示による２つのパラメータのドリフト補償に対する典型的な結果を表している。単一パラメータのドリフト補償と比較して、質量校正の正確さと精度との両方が明らかに改善している。

方程式（１）における定数ａ及びｂの最良の推定値を演算した後に、システムは、残余誤差に対する高次適合を行ってもよい、すなわち、ε_ｉが誤差である配列［ε_ｉ，Ｍ_ｉ］を通るよう曲線を適合させてもよい。例えば、メモリを備えるプロセッサを、最良の推定値を演算させる、及び／又は誤差残差に二次適合を適用させるためのシステムの構成要素として設けてもよい。このメモリ付きプロセッサは、制御部が計算した多数の質量校正を格納及び／又は表示するように構成してもよい。

図５は、２パラメータ適合から得た残余誤差に適用した二次適合の結果を表している。２パラメータ適合と比較して、精度は顕著には改善しない一方で、正確さは顕著に改善することが明らかである。２パラメータ適合を用いて見られた質量測定の精度が、単一パラメータ適合の精度よりもかなり改善されたという事実は、ある分析実行中に少なくとも２つの物理パラメータがドリフトすることを示している。単一パラメータ適合の比較的低い精度は、適合パラメータａにおいてドリフトが補償されないことが原因である。放物線に対する適合残余誤差は精度にはほとんど影響がないという事実は、放物線適合に伴う高次適合パラメータが、分析実行の全体を通して安定していることを示す。これは、それぞれが時間の関数である様々な適合パラメータをプロットしたものにより裏付けられる。

図６は、時間の関数としてのドリフトパラメータをプロットした図である。図６に示したパラメータｐ１及びｐ２は、方程式（１）のパラメータｂ及びａにそれぞれ対応する。図６に示したパラメータｐ３、ｐ４、及びｐ５は、２パラメータ適合から得た残余誤差を経た二次適合パラメータである。図６において、方程式（１）のパラメータａ及びｂだけが、記載のある実験中、顕著にドリフトしていることは明らかである。

本願教示の様々な実施形態によれば、また図７の例示的なシステムを参照して、システムは、例えば、二次元ガスクロマトグラフ１８と図１に図示した装置とを含むクロマトグラフィーシステム１０を備えていてもよい。二次元ガスクロマトグラフ１８と図１に図示した装置は、共に筐体内に収容しても、あるいは別個に配置してもよい。試料と校正物質とは、分析のために、クロマトグラフィーシステム１０から、飛行時間型質量分析計などの質量分析計２２に供給してもよい。質量分析計２２は、電気信号伝達ケーブル２６を介して、図示したプロセッサなどの演算デバイスなどの制御部との通信するよう構成してもよい。また、ディスプレイとキーボードとを設けて、プログラミングやデータ入力、及び／又は結果や、校正、クロマトグラムなどの表示をさせてもよい。クロマトグラフィーシステム１０は、電気信号伝達ケーブル２４を介して、制御部と通信してもよい。ケーブル２４及び２６は、ＵＳＢケーブル、ＦｉｒｅＷｉｒｅケーブル、ＣＡＴ５ケーブル等でもよい。制御部は、分析の前、間、及び／又は後に書き込み可能なメモリを備えていてもよい。

一構成において、制御部の演算部分にプログラムをインストールし、クロマトグラフィーシステム及び質量分析計が生成するデータを、収集及び分析することも可能である。データ収集プログラム（「データ収集」）により、情報の生成と共に情報を処理し、且つ分析実行中に時間の経過と共に異なる信号をプロットさせるようにしてもよい。各分析実行が終了した後に、データ収集プログラムは、分析プログラムを実行してもよい。分析プログラムは、未処理データを統合し、データの複数の側面を正規化、データ及び／又は信号を増強し、その情報を用いてパラメータを画定して結果を提示することが可能である。分析したデータは、異なる化学種を表す一連のピーク、クラスタ、又は点（例えば、クロマトグラム）として一緒に再プロットしてもよい。結果は、未処理データ、クロマトグラム、質量分析データ、及びユーザが入力したファイル情報を含めた「試料ファイル」に格納してもよい。ファイルのうちの任意のものを、制御部のメモリ領域に書き込んでもよい。

なお、メモリは、様々な種類の情報を格納可能であり、その情報は、演算可能な処理ステーション又はデスクトップコンピュータなどの演算機器にロードしたり、同演算機器が実行したりできるソフトウェアアプリケーション及び／又は操作命令等を含む。再書き込み可能な格納媒体を採用した実施形態においては、格納した情報は、例えば、１つ以上の試料、試料系列、試料ロギング、位置管理などの変化、又はそれらにおいて行われる処理ステップを反映したものであってもよい。

図８は、本願教示のさらに別の実施形態を示している。非常に高感度な質量分析計もあるため、弁に漏れがあれば、それが非常にわずかな漏れであっても、校正物質の定常状態のバックグラウンドレベルを引き起こす可能性がある。弁に漏れがあるシステムにおけるこの問題を回避するには、本願教示による、図８に図示する弁とバックフラッシュのスキームを用いてもよい。図示の通り、システムは、校正物質槽３０と、飛行時間型質量分析計（ＴＯＦ）に通じるＴ字連結部３２と、校正物質槽３０及びＴ字連結部３２と連通する弁付き導管に通じるＴ字連結部３４と、複数の弁３６、３８、４０、及び４２と、Ｔ字連結部４４及び４６と、バックフラッシュライン４８とを備える。見ての通り、Ｔ字連結部３２は、例えば約２００℃まで加熱するよう構成された加熱ブロックに接して、あるいはその内部に又は隣接して設置してもよい。弁３６、３８、４０、及び４２は、各々個別に磁気マイクロ弁を備えていてもよい。システムの導管又は管は、ガラス、プラスチック、あるいはステンレス鋼（ＳＳ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム等の金属を含んでいてもよい。

見ての通り、バックフラッシュライン４８の内径は、ＴＯＦに通じて連通する導管の内径よりも小さくてもよく、例えば、大きい方の内径の９０％以下、大きい方の内径の７５％以下、大きい方の内径の６０％以下、又は大きい方の内径の５０％以下であってもよい。バックフラッシュライン４８の内径は、校正物質槽３０に通じて校正物質槽３０から離れる導管の内径よりも小さくてもよく、例えば、大きい方の内径の５０％以下、大きい方の内径の４０％以下、大きい方の内径の３０％以下、又は大きい方の内径の１０％以下であってもよい。

図８に示した校正物質「オン」状態において、ヘリウム流が、校正物質槽３０にＴ字連結部３４を連通させる導管又はチューブの内容物を一掃し、同導管又はチューブは、開位置（連通位置）にある弁３６及び３８を備えるが、閉位置（非連通位置）にある弁４０及び４２を備える。校正物質「オン」状態において、排気口又は真空源（本明細書においては「真空」）は、閉位置（非連通位置）にある弁４０によって回路から遮断される。

図８に示された校正物質「オフ」状態において、弁３６及び３８は閉位置（非連通位置）にあるが、弁４０及び４２は開位置（連通位置）にある。これらの弁の開閉は、ＴＯＦと順次連通するＴ字連結部３４、３２からのヘリウムガス等のキャリアガスの流れを確立するように行うことが可能である。

図８が示すように、バックフラッシュライン４８は、図示した例示的なシステムにおいて長さを約２０ｃｍとしてもよく、内径を５０ミクロンとしてもよい。図面の右側に描かれている通り、弁３６及び３８がオフ位置において閉じられると、バックフラッシュライン４８は、校正物質「オン」状態の間に校正物質槽３０と連通していた導管（キャピラリー又は管）の全てを通る逆流を設定する。この逆流すなわち「バックフラッシュ」は、ＴＯＦと連通するＴ字連結部３２から離れるように、残余校正物質及び／又は漏れている校正物質を一掃する。このように確立されたヘリウム流は、校正物質をＴＯＦから押し流し、排気口から出す。結果として、校正物質の存在による定常状態のバックグラウンドを抑制又は排除することができ、校正物質パルスはずっと鮮明に、校正物質「オン」状態から校正物質「オフ」状態にシステムを変更するよう弁が切り替わった瞬間から約０．３秒以下内で微々たるレベルにまで減衰する。このパルスシステムの動作により、校正物質パルスを単一の二次カラム不感帯内で上下させることが可能になる。モジュレーション・ピリオドと同期して弁をパルスにすることによって、システムは二次カラム不感帯中に校正物質を送出することが出来る。いくつかの実施形態において、モジュレーション・ピリオドと同期して弁をパルスにすることによって、システムは二次カラム不感帯中に校正物質だけを送出するよう構成することが出来る。

いくつかの実施形態において、Ｔ字連結部３４及び／又は３６からＴＯＦまでの管を加熱してもよい。いくつかの実施形態において、Ｔ字連結部４４及び／又は４６と、校正物質槽３０に通じて離れていく導管とは、加熱してもよい。いくつかの実施形態において、全ての弁を室温で稼働させてもよい。

従って、試料物質との質量スペクトル干渉を作り出さないように飛行時間型質量分析計に校正物質を入れる手順によって、質量分析計を頻繁に質量校正することが可能になることは明らかである。頻繁な質量校正は、ひいては、少なくとも２つの質量校正パラメータにおける一時的なドリフトを補償し、これにより、分析実行の全体を通して質量電荷比測定の正確さと精度との両方を改善する。

本願教示の他の実施形態は、本明細書を検討し、本明細書に開示された本願教示を実施すれば、当業者には明らかになるであろう。本願の明細書と各例は、例示にすぎずこれらに限定されないと考えられるべきである。

Claims (16)

1. クロマトグラフィーシステムと直列配置され且つ流体連通している質量分析計から得た質量電荷比測定値を校正する方法であって、
   ｉ）分析実行中に、イオン源を備えた質量分析計に校正物質を導入することであって、前記質量分析計の前記イオン源において校正物質と試料物質とが同時にほぼ存在しないように、当該分析実行のために試料をクロマトグラフィーシステムに導入した後で且つ前記試料の分析が完了する前に前記導入を行うようにし、
   ｉｉ）前記分析実行中に、前記校正物質の多数の質量スペクトルを取得し、
   ｉｉｉ）前記分析実行中に導入した前記校正物質から得た質量スペクトルに基づいて、多数の質量校正を計算すること
   を含む方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   前記クロマトグラフィーシステムは、包括的二次元ガスクロマトグラフを備え、
   前記校正物質は、多数の二次カラム不感帯中に前記質量分析計のイオン源にパルス導入されることを特徴とする方法。
3. 請求項１に記載の方法において、
   前記クロマトグラフィーシステムはガスクロマトグラフを備え、
   キャリアガス流を用いることにより前記校正物質を前記質量分析計に送出することを含む方法。
4. 請求項１に記載の方法において、
   前記分析実行中に、少なくとも２つの質量校正パラメータの一時的なドリフトを補償することをさらに含む方法。
5. 請求項１に記載の方法において、
   前記校正物質は前記イオン源にパルス導入される方法。
6. 請求項１に記載の方法において、
   前記導入は、前記校正物質をヘリウムガス流に注入することを含む方法。
7. 請求項１に記載の方法において、
   前記質量分析計は飛行時間型質量分析計を備える方法。
8. イオン源を備える飛行時間型質量分析計と、
   前記飛行時間型質量分析計に操作可能に接続されたクロマトグラフィーシステムと、
   前記飛行時間型質量分析計と遮断可能に流体連通する校正物質源と、
   制御部とを備え、
   当該制御部は、
   前記クロマトグラフィーシステムに試料を導入し、
   前記飛行時間型質量分析計の前記イオン源に校正物質と試料物質とが同時に存在しないように、前記試料が前記クロマトグラフィーシステムに導入された後で且つ前記試料の分析が完了する前に、前記校正物質源から前記校正物質を前記飛行時間型質量分析計に導入し、
   前記分析実行中に前記校正物質の多数の質量スペクトルを取得し、
   前記分析実行中に導入した前記校正物質から得た質量スペクトルに基づいて、多数の質量校正を計算するよう構成されているシステム。
9. 請求項８に記載のシステムにおいて、
   前記制御部は、
   キャリアガス源と、
   弁を備え且つ前記キャリアガス源と前記校正物質源との間を流体連通させる第１の流路と、
   弁を備え且つ前記キャリアガス源と前記飛行時間型質量分析計との間を流体連通させる第２の流路と、
   前記校正物質源と前記飛行時間型質量分析計との間を流体連通させる第３の流路と
   を備えるシステム。
10. 請求項９に記載のシステムにおいて、
    前記キャリアガス源はヘリウムガス源を備えるシステム。
11. 請求項９に記載のシステムにおいて、
    前記キャリアガス源は水素ガス源を備えるシステム。
12. 請求項８に記載のシステムにおいて、
    前記校正物質源は、ペルフルオロケロシン（ＰＦＫ）、ペルフルオロトリブチルアミン（ＰＦＴＢＡ）、ペルフルオロメチルデカリン（ＰＦＤ）、又はこれらの組み合わせの物質源であるシステム。
13. 請求項８に記載のシステムにおいて、
    前記クロマトグラフィーシステムは、包括的二次元ガスクロマトグラフを備え、
    前記制御部は、多数の二次カラム不感帯中に、前記校正物質源からの校正物質を前記質量分析計の前記イオン源にパルス導入するように構成されるシステム。
14. 請求項８に記載のシステムにおいて、
    前記クロマトグラフィーシステムに操作可能に接続された試料源をさらに備えるシステム。
15. 請求項８に記載のシステムにおいて、
    前記クロマトグラフィーシステムに操作可能に接続されたキャリアガス源をさらに備えシステム。
16. 請求項８に記載のシステムにおいて、
    メモリを有し且つ前記制御部が計算した多数の質量校正を格納及び表示するよう構成されているプロセッサをさらに備えるシステム。

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