JP6362161B2 - Mass spectrometer - Google Patents
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Description
本発明は、複数の分離カラムから溶出される成分を同時且つ連続的に質量分析計に導入した状態で、質量分析計で得られる複数の分離カラムに由来する信号が混在する測定結果の中から、特定の分離カラムに由来する信号のみを任意に抽出する手法に関するものである。 In the present invention, the components eluted from a plurality of separation columns are introduced into the mass spectrometer simultaneously and continuously, and from the measurement results in which signals derived from the plurality of separation columns obtained by the mass spectrometer are mixed. The present invention relates to a method for arbitrarily extracting only signals derived from a specific separation column.
近年分離分析手法と質量分析手法を組み合わせる手法が様々な分野で利用されるようになってきている。分析効率の効率化には、この分析を並列的に行うことが有効であるが、高価な質量分析計を多数用意することは困難性が高い。そのため一台の質量分析計と複数の分離分析装置を組み合わせる手法の開発が望まれている。従来法としては、一つの質量分析計に複数の分離カラムから溶出する試料成分を並列的に導入するため、流路切り替えバルブを用いて時間毎に質量分析計への導入に用いる分離カラムを切り替える方法が存在する。(非特許文献1)。 In recent years, a method combining a separation analysis method and a mass spectrometry method has been used in various fields. It is effective to perform this analysis in parallel to increase the analysis efficiency, but it is difficult to prepare many expensive mass spectrometers. Therefore, it is desired to develop a method for combining one mass spectrometer and a plurality of separation analyzers. As a conventional method, in order to introduce sample components eluted from a plurality of separation columns in parallel into one mass spectrometer, the separation column used for introduction into the mass spectrometer is switched every time using a flow path switching valve. There is a method. (Non-Patent Document 1).
上記従来法では、流路切り替えバルブにより質量分析計に導入される試料溶液の系統が、順次変更される。すなわち、ある瞬間に着目すると一系統の試料のみが質量分析計に導入されており、複数系統の同時分析が行われているわけではない。この方法では、質量分析計に導入される系統以外の試料溶液の取扱については、試料溶液の流れを止めずに廃棄する方法と溶液流れを止める方法との二つに大別できる。 In the above conventional method, the system of the sample solution introduced into the mass spectrometer is sequentially changed by the flow path switching valve. That is, focusing on a certain moment, only one system sample is introduced into the mass spectrometer, and simultaneous analysis of a plurality of systems is not performed. In this method, handling of sample solutions other than the system introduced into the mass spectrometer can be broadly divided into two methods: a method of discarding the sample solution without stopping it and a method of stopping the solution flow.
n系統があって分析系統の切り替えが行われる場合、個別の系統で実際に測定されているのは全分析時間の1/nになる。試料溶液を止めずに廃棄する方法においては、1系統以外の他の系統では、測定されていない間の試料溶液は廃棄されて失われるので、分析効率が低下する。一方、溶液流れが停止する方法では、質量分析が行われていない時は分離過程も停止するので、並列導入を行っても、測定時間は個々の分析を順次複数回行うことになり、測定時間の短縮にはならず、分析の高効率化が達成できない。このように、流路切り替えバルブを用いた手法は、擬似的な並列導入法であり、真の並列型分離分析-質量分析が行われているわけではない。 When there are n systems and the analysis system is switched, what is actually measured in each system is 1 / n of the total analysis time. In the method of discarding the sample solution without stopping it, in other systems other than the one system, the sample solution while being not measured is discarded and lost, so the analysis efficiency is lowered. On the other hand, in the method in which the solution flow is stopped, the separation process is also stopped when mass spectrometry is not performed. Therefore, even if parallel introduction is performed, the measurement time is to perform each analysis multiple times in succession. It is not possible to shorten the time, and high efficiency of analysis cannot be achieved. As described above, the method using the flow path switching valve is a pseudo parallel introduction method, and true parallel separation analysis-mass spectrometry is not performed.
本発明の課題は、上記問題点に鑑みて、各分離カラムから溶出される試料溶液を並列的かつ連続的に質量分析装置に導入して測定を行い、混在信号として得られる質量分析のデータから特定の分離カラムに由来するデータを抽出する機能を有する質量分析計を提供することである。 In view of the above problems, the object of the present invention is to introduce a sample solution eluted from each separation column into a mass spectrometer in parallel and continuously to perform measurement, and from mass spectrometry data obtained as a mixed signal. It is to provide a mass spectrometer having a function of extracting data derived from a specific separation column.
本発明者らは、複数の分離カラムから並列的に溶出される試料溶液について、分離カラムを特定した同時並列的な質量分析を行うために、各分離カラムに対して質量分析計への試料導入量を周期的に変動させることを行い、その変動の頻度(周波数)を変えることを創案した。すなわち、以下の質量分析装置が提供される。 In order to perform simultaneous mass spectrometry in which a separation column is specified for a sample solution eluted in parallel from a plurality of separation columns, the inventors introduce a sample into the mass spectrometer for each separation column. The idea was to change the frequency periodically and change the frequency of the fluctuation. That is, the following mass spectrometer is provided.
[1]複数の分析試料をイオン化して質量分析部に並列的且つ連続的に前記複数の分析試料を導入することが可能な複数のイオン化部と、前記複数の分析試料に、特定の前記イオン化部ごとに由来する信号を抽出するための異なった周波数である識別信号を付与する機能を有する識別信号付与部と、イオン化された前記複数の分析試料が並列的かつ連続的に導入され、混在した前記複数の分析試料の質量分析を行う前記質量分析部と、前記識別信号の混在信号として観測された前記質量分析部の質量分析測定結果から、前記識別信号ごとの前記質量分析測定結果を抽出する識別信号抽出部と、を有する質量分析装置。
[1] and a plurality of ionizer capable of a plurality of analytes introducing said plurality of analytes in parallel and continuously in the mass spectrometer ionizes, the plurality of analytical samples, said specific An identification signal providing unit having a function of providing an identification signal having a different frequency for extracting a signal derived from each ionization unit, and the plurality of ionized analysis samples are introduced in parallel and continuously, and mixed extracted with the mass spectrometer for performing mass spectrometry of the plurality of analysis samples, from the identification signal observed the mass analyzer mass spectrometer measurements of the mixed signal, the mass spectrometry results for each of the identification signal an identification signal extraction unit for mass spectrometer having.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and changes, modifications, and improvements can be added without departing from the scope of the invention.
(第1実施形態)
本発明の質量分析装置は、分析試料をイオン化して質量分析計に並列的且つ連続的に分析試料を導入することが可能な複数のイオン化部と、混在信号として観測される質量分析測定結果から特定のイオン化部に由来する信号を情報処理により抽出するための識別信号を付与する機能を有する識別信号付与部と、イオン化された分析試料が並列的かつ連続的に導入される分析試料の質量分析を行う質量分析部と、混在信号として観測される質量分析測定結果から前記付与された識別信号を利用して特定のイオン化源に由来する信号を抽出する識別信号抽出部とを有する。分析試料をイオン化するエレクトロプレーイオン化用のスプレーニードルの先端部に、イオン化された試料成分の質量分析計への導入を周期的に阻止するための、モーターにて回転する遮断板を有する装置を図1に示した。図1に示す装置を用いることにより、通常のエレクトロプレーイオン化法では連続的に質量分析計へ供給されている試料に対して、周期的に遮断を行うことができる。この遮断の周波数を混在信号からの信号抽出を行うための識別信号として利用することができる。なお、遮断の周波数はモーターの回転数、遮蔽板の開口数により任意に設定することが可能である。
(First embodiment)
The mass spectrometer of the present invention includes a plurality of ionization units capable of ionizing an analysis sample and introducing the analysis sample in parallel and continuously to the mass spectrometer, and a mass spectrometry measurement result observed as a mixed signal. Mass analysis of an analysis sample in which an identification signal providing unit having a function of providing an identification signal for extracting a signal derived from a specific ionization unit by information processing and an ionized analysis sample are introduced in parallel and continuously And an identification signal extraction unit that extracts a signal derived from a specific ionization source using the given identification signal from a mass spectrometry measurement result observed as a mixed signal. A device having a motor-rotating blocking plate for periodically blocking the introduction of ionized sample components into a mass spectrometer at the tip of an electroplating ionization spray needle for ionizing an analysis sample It was shown in 1. By using the apparatus shown in FIG. 1, it is possible to periodically block a sample that is continuously supplied to a mass spectrometer in a normal electroplating ionization method. This cutoff frequency can be used as an identification signal for extracting a signal from the mixed signal. The cutoff frequency can be arbitrarily set according to the number of rotations of the motor and the numerical aperture of the shielding plate.
図1に示す、周期的遮蔽部(識別信号付与部)を備えたエレクトロプレーイオン部を二つもちいて、一つの質量分析計へ並列的且つ連続的に試料導入が可能である装置を作製した。なお、各エレクトロプレーイオン化部からの質量分析計への試料導入は異なった周期で遮断することが可能である。図2に、図1に示す周期的遮蔽部を備えたエレクトロプレーイオン化部を用いて得られた、異なる周波数で遮蔽された二系統の信号が混在した、質量分析により得られる信号強度の時間変化を示した。一つの信号は0.133 Hzで遮断することにより、他方の信号は0.417 Hzで遮断することにより、信号処理のための識別信号が付与される。図3に、図2に示した混在信号をフーリエ変換処理した結果を示す。0.07 Hz以下の低周波数成分に加えて、識別信号である0.133 Hz、および0.417 Hzに由来する信号が含まれていることが確認できる。次に、図3に示したフーリエ変換結果から、それぞれ0-0.07 Hz、0.07-0.20 Hz、0.38-0.47 Hzの信号のみを抽出し逆フーリエ変換を行った結果を図4、図5、および図6に示す。なお、図5と図6については、逆フーリエ変換の結果は負の値も取るため、絶対値をとることにより全て正の値となるよう処理を行っている。 A device capable of introducing samples into a single mass spectrometer in parallel and continuously was prepared by using two electroplate ion parts having a periodic shielding part (identification signal applying part) shown in FIG. . It should be noted that sample introduction from each electroplate ionization section to the mass spectrometer can be blocked at different periods. FIG. 2 shows the time variation of the signal intensity obtained by mass spectrometry in which two systems of signals shielded at different frequencies obtained by using the electroplating ionization section having the periodic shielding section shown in FIG. 1 are mixed. showed that. One signal is blocked at 0.133 Hz, and the other signal is blocked at 0.417 Hz, so that an identification signal for signal processing is given. FIG. 3 shows the result of Fourier transform processing on the mixed signal shown in FIG. In addition to the low frequency component of 0.07 Hz or less, it can be confirmed that signals derived from the identification signals 0.133 Hz and 0.417 Hz are included. Next, from the results of the Fourier transform shown in FIG. 3, only the signals of 0-0.07 Hz, 0.07-0.20 Hz, and 0.38-0.47 Hz are extracted and subjected to inverse Fourier transform, respectively, as shown in FIGS. It is shown in FIG. In FIGS. 5 and 6, since the result of the inverse Fourier transform takes a negative value, processing is performed so that all the values become positive values by taking absolute values.
図4より、低周波成分のみを逆フーリエ変換することにより、識別のための遮蔽信号が除去された結果が得られることがわかる。ただし、図4では二つの系統の信号が混在した結果が得られている。一方、図5では、図2に示した信号の内、0.133 Hzに相当する成分が抽出されていることがわかる。また、図6では、0.417 Hzに相当する成分が抽出されている。すなわち、混在信号から、周期的遮断により付与された識別信号を元に、特定の識別信号に関連する信号のみを抽出することができた。原理的には識別信号となる周波数の倍数が、他の識別信号の周波数と重複しないように適切に設定することにより、2個以上のカラムから溶出される試料の同時並列的分析を行うことができる。 FIG. 4 shows that the result of removing the shielding signal for identification is obtained by performing inverse Fourier transform on only the low frequency component. However, in FIG. 4, the result of mixing the signals of the two systems is obtained. On the other hand, in FIG. 5, it can be seen that a component corresponding to 0.133 Hz is extracted from the signal shown in FIG. In FIG. 6, a component corresponding to 0.417 Hz is extracted. That is, only signals related to a specific identification signal can be extracted from the mixed signal based on the identification signal given by periodic interruption. In principle, it is possible to perform parallel analysis of samples eluted from two or more columns by appropriately setting a multiple of the frequency that becomes the identification signal so that it does not overlap with the frequency of other identification signals. it can.
(他の実施形態)
上述した実施形態においては、フーリエ変換および逆フーリエ変換により信号抽出を行っているが、これは他の周波数解析手法(例えば、ウェーブレット変換など)で代用することもできる。また、識別信号を付与するために回転遮蔽板を用いているが、これ以外の方法、例えば、イオン化部近傍に電極を配し、この電極に対して電圧を印可し質量分析計へ向かうイオンの流れを阻止する方法で代用することもできる。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, signal extraction is performed by Fourier transform and inverse Fourier transform, but this can be replaced by other frequency analysis methods (for example, wavelet transform or the like). In addition, a rotating shielding plate is used to give an identification signal, but other methods, for example, placing an electrode near the ionization section, applying a voltage to this electrode, and It can be substituted by a method of blocking the flow.
本発明は、質量分析計に利用することができる。
The present invention can be used for a mass spectrometer.
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