JP6267856B2 - 質量分析計システムにおける現場調整 - Google Patents
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Description
本実施例では、図1に示されるものと一致し、GC230がそこに接続された重度に汚染されたMSシステム100を、オフライン調整プロセスに供した。調整ガスとして水素を選択した。通常、CI試薬ガスに利用される試料インターフェース112の入口を通じて、水素流を導入し、それによって、質量分析計104の電離箱136および四重極の中に導いた。添加される水素の流量は、0.1mL/分であった。イオン源の温度は350℃であり、四重極の温度は200℃であった。水素の流入は、16時間、150μAでのフィラメントの連続操作で行った。調整に先立って、MSシステム100を、アクティブであるが試料のない質量分析計104で行い、MSシステム100を汚染していると疑われる背景種を分析した。図3Aは、結果として生じる質量スペクトルである。存在量として示されるイオン質量は、通常、非分析的または背景分子と関連付けられる。図3Bは、調整後に生成された背景質量スペクトルである。図3Aのスペクトルと同一規模で、背景種(例えば、m/z=45.1、78.1、134.9等)が排除されたと考えられる。図3Cは、図3Bと同一の質量スペクトルであるが、拡大規模である。図3Cは、背景種の存在量の著しい減少を示す。
図4Aは、図1に示されるものと一致するMSシステム100を、任意の調整プロセスなしに実行することから生成された時間の関数(分)としての再構築全イオンクロマトグラム(RTICまたはTIC)である。図4Aは、本明細書に開始される調整プロセスのない場合を示し、MSシステム100の連続使用は、数時間に渡って徐々に改善をもたらす。これも図4Aに示されるように、システムは、追加の使用時間が背景の改善をほとんどもたらさない漸近状態に至る。図4Bは、同一のMSシステム100の別のRTICであるが、240分後、MSシステム100は、調整剤として水素を使用し、2時間オフライン調整プロセスで処理した。次に、背景を再審査し、図4Bに示されるように、投影されたRTIC値よりも50倍だけ低下したことがわかった。270分後の後次調整プロセスは、これも図4Bに示されるように、わずかな改善をもたらした。
図5A〜5Eは、それぞれ個別のイオン質量55−u(MSシステム100における炭化水素物質から)、105−u(芳香族成分から)、91−u(芳香族成分から)、215−u(より重い試料マトリクス関連成分から)、および207−u(システムに接続されたGC毛管カラムから)についての時間の関数としてのイオンクロマトグラムである。これらのクロマトグラムは、図1に例示されるものと一致するMSシステム100を実行し、MSシステムを約250分および270分後に調整プロセスで処理することから生成された。図5A〜5Eは、指定のMSシステム100における調整プロセスの監視および修正が妥当であり得るように、すべてのイオンが、調整プロセス下で同一の起源または動作を有するとは限らないことを示す。207−uイオンがカラムから絶えず更新されるとき、207−uについて最小の増幅が達成され、これは調整プロセスをより頻繁に実行して、この成分を除去すべきであることを示唆する。
図6Aは、汚染されたMSシステム100において、オクタフルオロナフタレンの選択イオンモニタリング(SIM)取得のための再構築イオンクロマトグラムである。検体は、信号対雑音(S/N)比によって示されるように、4.216分付近でかろうじて「隆起」していることが認識できる。図6Bは、図6Aと同一のMSシステム100におけるオクタフルオロナフタレンのSIM取得についての再構築イオンクロマトグラムであるが、調整剤として水素を使用するオフライン調整プロセスで処理した後である。背景雑音は大幅に除去されて尾部のないクリアなピークを残し、S/Nの50倍の増加が示される。図6Aおよび6Bは、調整プロセスの適用が、関心対象のイオン周囲の背景を低下させ、性能を向上または回復させることによって、検体の検出を強化することができる。
本実施例は、質量分析計に進入するヘリウムに水素を添加する効果を試験するための、イソオクタン中の3つのn−アルカン炭化水素の試料の分析について説明する。
本実施例は、半揮発性汚染物質の試料の分析について説明する。これらの化合物のうちのいくつかは極性であり、活性問題を呈する。
本実施例は、水を含む溶媒の混合物の試料の分析について説明する。本実施例は、特に、大量の水を含有する試料の注入から生じるMS応答の低下に対する、本明細書で開示する調整プロセスの影響を決定することを意図した。例えば、この問題は、水性ヘッドスペース注入を用いる場合に認められる。
本実施例では、水素とヘリウムの相対量を逆転させ、試料をカラムに流すためのキャリアガスとして水素を利用した。キャリアガスとして水素を用いてGC/MSシステムを設定するとき、イオン源がオンになるとすぐに、多くのイオンの極めて高い背景が認められる。図18は、典型的なGC/MSシステムにおいて水素のみをキャリアガスとして用いるときに認められる背景イオン質量の典型的なスペクトルを示す。高背景は、検体のTICにおいて見られるように(図20)、不良なS/N比および不良なピーク形状に随伴する。この背景は、低下させるのに非常に長い時間がかかる。背景がピーク形状およびS/N性能が許容可能なレベルに低下する前に、数週間の操作を要する場合が多い。
本明細書で開示される主題により提供される典型的な実施形態としては、これらに限定されないが、以下が挙げられる。
試料インターフェースと、試料インターフェースと連通する電離箱とを備える、質量分析計と、
調整ガスを供給するために構成された調整ガスラインと、
試料インターフェースを通って電離箱の中に入る試料流路を確立するために構成された、分析モードで操作するための手段と、
調整ガスラインを通って質量分析計の中に入る調整ガス流路を確立するために構成された、調整モードで操作するための手段と、
を備える、質量分析計(MS)システム。
調整ガスラインが、流れ制御デバイスと通信し、
分析モードで操作するための手段が、流れ制御デバイスを操作するために構成され、補助ガスラインを通り、導管を通じて電離箱の中に入る試薬ガス流路を確立し、
調整モードで操作するための手段が、流れ制御デバイスを操作するために構成され、調整ガスラインから補助ガスラインを通り、導管を通じて電離箱の中に入る調整ガス流路を確立する、
実施形態6に記載のMSシステム。
試料およびキャリアガスをMSシステムの電離箱の中に導入することによって、MSシステムを分析モードで操作することと、
試料の流れを止めることによって、MSシステムを分析モードで操作するのを中止することと、
キャリアガスとは異なる調整ガスを質量分析計の中に流すことによって、MSシステムを調整モードで操作して、MSシステムの質量分析計の1つ以上の構成要素を調整することと、を含む、方法。
試料インターフェースと、試料インターフェースと連通する電離箱とを備える、質量分析計と、
調整ガス源と連通するため、および質量分析計に向かって調整ガスを配向するために構成された調整ガスラインと、
質量分析計の中に入るキャリアガスおよび調整ガスのそれぞれの流れを調節するための手段と、
を備える、質量分析計(MS)システム。
試料およびキャリアガスをMSシステムの電離箱の中に導入することと、
試料およびキャリアガスを導入しながら、キャリアガスとは異なる調整ガスを、MSシステムの質量分析計の中に流すことと、
電離箱内の試料の構成要素をイオン化することと、を含み、
質量分析計内の調整ガスが、試料の検体の質量スペクトル特性を実質的に変化させない、方法。
試料インターフェースと連通し、水素、アルゴン、アンモニア、およびメタンから成る群から選択されるキャリアガスを供給するために構成されたキャリアガスラインと、
キャリアガスとは異なる補助ガスを、キャリアガスに添加するために構成された補助ガスラインと、
電離箱の中に入るキャリアガスおよび補助ガスのそれぞれの流れを調節するための手段と、
を備える、質量分析計(MS)システム。
試料およびキャリアガスをMSシステムの電離箱の中に流すことであって、キャリアガスは、水素、アルゴン、アンモニア、およびメタンから成る群から選択されることと、
試料およびキャリアガスを流しながら、キャリアガスとは異なる補助ガスを電離箱の中に流すことと、
電離箱内の試料の構成要素をイオン化することと、
を含む、方法。
試料および水素を、カラムを通じてMSシステムの電離箱の中に流すことと、
試料および水素を流しながら、ヘリウム、窒素、およびアルゴンから成る群から選択される、補助ガスをMSシステムの質量分析計の中に流すことと、
試料の構成要素を電離箱内でイオン化することと、
を含む、方法。
Claims (10)
- 質量分析計(MS)システム(100、700、1100、1500、1900)を操作するための方法であって、
試料およびキャリアガスを前記MSシステム(100、700、1100、1500、1900)の電離箱(136)の中に導入することと、
調整ガスを前記MSシステム(100、700、1100、1500、1900)の質量分析計(104)の中に流すことと、を含み、
前記質量分析計(104)内の前記調整ガスが、前記試料の検体の質量スペクトル特徴を実質的に変化させず、前記調整ガスが、前記キャリアガスとは異なる、方法。 - 前記調整ガスが、水素、アルゴン、または水素およびアルゴンの両方を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記調整ガスを流すことは、前記調整ガスをキャリアガスとともに前記質量分析計(104)の中に流すことを含み、前記質量分析計(104)に流入する前記調整ガスの比率が、0.02%〜50%の範囲であるように、前記調整ガスおよび前記キャリアガスのそれぞれの流れを調節することをさらに含む、請求項1または2に記載の方法。
- 前記MSシステム(100、700、1100、1500、1900)のパラメータを評価することと、前記パラメータに基づいて、前記調整ガスの流れを調節することと、を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 前記パラメータは、前記パラメータを評価する前に、前記MSシステム(100、700、1100、1500、1900)の構成要素を操作して、試料分析を行った回数、前記パラメータを評価する前に経過した時間量、既定の操作条件下で、前記MSシステム(100、700、1100、1500、1900)によって生成されたクロマトグラムの質、既定の操作条件下で、前記MSシステム(100、700、1100、1500、1900)によって生成されたクロマトグラムの信号対雑音比、前記MSシステム(100、700、1100、1500、1900)を操作して試料を分析する間に取られた1つ以上の選択された質量対電荷比のイオン存在量の測定値、前記MSシステム(100、700、1100、1500、1900)のカラム(246)内の固定相担体から分離された固定相材料の存在、前記カラム(246)を通って流される試料マトリクスの組成、前記MSシステム(100、700、1100、1500、1900)のカラム(246)内で担持される固定相の組成、前記カラム(246)の内径、前記試料マトリクスの1つ以上の構成要素と前記調整ガスとの反応性、およびそれらのうちの2つ以上の組み合わせから成る群から選択される、請求項4に記載の方法。
- 前記試料を導入することは、前記試料をキャリアガスとともに前記質量分析計(104)の中に流すことを含み、前記質量分析計(104)を操作して、調整ガスイオンの存在量とキャリアガスイオンの存在量の比率を測定することと、前記測定された比率に基づいて、電離箱(136)の中への前記キャリアガスの流れに対して、前記質量分析計(104)の中への前記調整ガスの流れを調節することと、をさらに含む、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 質量分析計(MS)システム(100、700、1100、1500、1900)を操作するための方法であって、前記MSシステムは、電離箱(136)を有する質量分析計(104)を含み、
前記質量分析計(104)の中に試料を導入せずに、水素、アンモニア、および/またはメタンを含む調整ガスによって調整される前記質量分析計(104)の中に、前記調整ガスを流すことと、
前記調整ガスとは異なるキャリアガスとともに、前記調整された質量分析計(104)の中に試料を導入し、分析データを前記試料から収集することと、を含む、方法。 - 前記調整ガスを流しながら、前記質量分析計(104)内でイオンを生成することと、前記イオンの測定値を監視することと、を含む、請求項7に記載の方法。
- 前記調整ガスを流すことが、前記調整ガスを前記電離箱(136)の中に流すことを含み、前記調整ガスを前記電離箱(136)内で励起させることをさらに含む、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の方法を実行するように構成される、質量分析計システム(100、700、1100、1500、1900)。
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