JPH1078421A - 液体クロマトグラフ質量分析計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオン源を調整する際に、その成分の溶出し
ている時間での溶離液の混合比を容易に設定できるよう
にする。 【解決手段】 モニタ画面に試料のクロマトグラム３０
と、イオン源の測定条件設定部３２とイオン強度表示部
３３とからなるイオン源調整画面とを同時に表示する。
カーソル３１によりクロマトグラム３０上の溶出時間を
指定することにより、その時間の溶離液の混合比が求め
られ、求められた混合比が液体クロマトグラフのポンプ
に設定される。従って、モニタの表示画面を切り変える
ことなく、溶離液の混合比設定と、イオン源の調整とを
行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機物を成分とす
る混合物の試料をカラムに通して各成分に分離し、分離
された各成分の定性、定量分析を行うための液体クロマ
トグラフ質量分析計に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液体クロマトグラフ質量分析計
は、溶離液を送るポンプとカラムとの間にインジェクタ
ーを設け、インジェクターから溶離液中に試料を導入す
る構成になっている。溶離液中に導入された試料中の各
成分はカラムを通過する時間が異なるため、カラムより
溶出してくる時には各成分が分離されている。分離され
た成分はイオン源に導入されてイオン化され、質量分析
計によりそのイオンの質量とその質量に対する強度とを
測定することにより成分の濃度を測定することができ
る。その測定の際、カラムから溶出してくる各成分の分
離を良くするため、測定する試料により、カラムの充填
剤を変えたり、溶離液の成分を変えたりする。溶離液は
２〜４種類の溶媒を混合し、しかも、時々刻々混合比を
変化させる。この方法をグラジエント溶出法と呼んでい
る。

【０００３】測定の前準備として、液体クロマトグラフ
では試料に含まれている各成分が重ならないで分離し、
なおかつ、離れすぎないで短時間で測定できるように、
溶離液の混合比を変えながら最適値を探す。一方、イオ
ン源は、各成分が溶出している溶離液の混合比におい
て、効率良く試料をイオン化させるために各部の温度や
電圧の調整を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】イオン源の調整の際に
は、各成分が溶出している時の溶離液の混合比で溶離液
を流して、イオン源の条件調整を行うため、溶離液の混
合比を知る必要がある。溶離液の混合比を知るには、そ
の成分のマスクロマトグラムをモニタに表示し、その成
分が溶出している時間を読み取り、次に溶離液の混合比
のグラフを表示して、先に求めた時間からその時間にお
ける溶離液の混合比を知る。次に、ポンプにその混合比
を設定して初めてイオン源の調整に取りかかることがで
きる。

【０００５】このように、液体クロマトグラフ質量分析
計においては、先ず液体クロマトグラフでの分離条件を
最適化し、なお、その後に、液体クロマトグラフと質量
分析計とのインターフェイスであるイオン源の調整を行
う必要があり、調整が非常に煩わしい。本発明は、この
ような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、イオ
ン源の調整の際、液体クロマトグラフの分離条件を設定
し易くし、操作性の向上を図ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、イオン源の
調整時に、モニタ上に表示しているイオン源の調整画面
に、目的成分のクロマトグラムも表示し、モニタ上で一
度に見られるように画面を構成する。これにより、目的
成分に対するイオン源の測定条件を調整する場合、ま
ず、その成分のクロマトグラムから、目的成分の溶出時
間を知り、測定者はその時間を指定するだけで、自動的
に溶離液の混合比を設定することができ、すぐにイオン
源の調整に取りかかることができる。

【０００７】溶離液の混合比はポンプにより変更可能で
あり、ポンプには制御手段から時間の関数として混合比
が設定されている。従って、制御手段は時間が指定され
るとその時間の混合比を計算することができ、これによ
り、測定者が時間を指定すると自動的に溶離液の混合比
が設定され、測定者はイオン源の調整に掛かれる。な
お、測定者による溶出時間の指定は、モニタに表示され
たクロマトグラフのピークをカーソル等で指示すること
により行うのが便利である。

【０００８】すなわち、本発明は、複数の溶離液を混合
して供給するポンプと、試料を含有した溶離液が流通さ
れるカラムと、カラムからの溶出液が供給されるイオン
源と、イオン源に接続された質量分析部と、表示手段
と、ポンプ及びイオン源を制御する制御手段と、制御手
段に接続された表示手段と入力手段とを含む液体クロマ
トグラフ質量分析計において、表示手段は、１画面に試
料のクロマトグラムと、イオン源調整画面とを表示し、
入力手段により表示手段に表示された試料のクロマトグ
ラム上の溶出時間を指定することにより、その時間の溶
離液の混合比が求められ、該求められた混合比が制御手
段によりポンプに設定され、表示手段の画面を切り変え
ることなく、溶離液の混合比設定と、イオン源の調整と
を行うことができることを特徴とする。

【０００９】イオン源調整画面は、イオン源の測定条件
設定部と、イオン強度表示部とから構成することができ
る。また、表示手段は、試料のクロマトグラム表示画面
と、イオン源の測定条件設定画面とイオン強度表示画面
とからなるイオン源調整画面とをそれぞれ独立した画面
とし、かつ各画面を一度に見られるように表示すること
ができる。

【００１０】また、表示手段は、イオン源調整画面の一
部である測定条件設定画面を常時表示し、試料のクロマ
トグラムの表示と、イオン源調整画面の一部であるイオ
ン強度の表示とは切り替えて表示するようにしてもよ
い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明による液体クロマ
トグラフ質量分析計の全体を表すブロック図である。２
〜４成分の溶離液１はポンプ２により、インジェクタ３
から導入された有機物を成分とする混合物の試料と共に
高圧でカラム４に押し出される。カラム４を通過して溶
出された時に、試料中の各成分はカラム４の通過時間の
差により分離されている。分離された成分はイオン源５
でイオン化され、質量分析部６でその成分に対応した質
量のイオン強度が測定され、制御手段７で濃度に変換さ
れてモニタ８に表示される。制御手段７には、分析計の
各部の調整パラメータの値を入力したり、モニタ８上の
表示画面を切り替えたり、カーソル移動を行うためのキ
ーボードやマウス等の入力手段９が接続されている。

【００１２】図２は、イオン源の一種であるＡＰＣＩの
略断面図である。液体クロマトグラフのカラム４から流
出した試料と溶離液は、細管１１を通ってヒーター１３
ａで加熱された霧化部１２に導入され、そこで加熱され
て霧状となり空中に浮く。空中に浮いた試料には多くの
溶離液が付着しており、ヒーター１３ｂで加熱された気
化部１４を通過する間に溶離液の分子は加熱されて蒸発
し、理想的には試料分子が単独で空中に浮いた状態にな
る。蒸発した試料分子は次に、高圧ＨＶが印加された針
電極１５に進む。針電極１５で、コロナ放電により前述
の溶離液の分子が一次イオン化され、さらにこのイオン
と試料分子が衝突することにより電荷が移動し（イオン
分子反応）、試料分子はイオン化される。

【００１３】イオン化された試料分子は、第１細孔１６
及び第２細孔１７を通り、集束レンズ１８を通って図１
の質量分析部６へ送られ、分析される。この場合、絶縁
体で絶縁された中間電極１９を挟んで第１細孔１６、第
２細孔１７間に加えられるドリフト電圧２０を変えるこ
とにより、試料分子に溶離液分子の付加したイオン（ク
ラスターイオン）の脱離や、分子自身が解離したイオン
（フラグメントイオン）の大小を加減することができ
る。

【００１４】測定に当たっては、各成分の分離を良くす
ることと、イオン源５でその成分を効率良くイオン化す
ることのために、装置の調整を行う。目的成分の分離を
良くするためには、試料に合ったカラム４の選択と、溶
離液１の混合比を時間の関数として最適化することが行
われる。これは試行錯誤によって最適値を探しているの
が現状であるが、この条件はすでに液体クロマトグラフ
の測定条件として良く知られていることが多い。

【００１５】次に、イオン源５の調整について説明す
る。図３はモニタ８の画面の一例を示す図であり、マス
クロマトグラムまたはＴＩＣ（トータルイオンクロマト
グラム）と、測定条件の設定項目とイオン強度の表示か
らなるイオン源の調整画面とを１画面に表示したもので
ある。この図３を用いて、イオン源の調整手順を説明す
る。まず、目的成分がカラム４より溶出して来る時間に
おける溶離液１の混合比を求める。図３に示したモニタ
画面において、上方のグラフ３０は目的成分（質量数３
００）のマスクロマトグラムであり、液体クロマトグラ
フを調整した時に得られるデータ（各質量数のデータが
ある）から目的成分のマスクロマトグラムを抽出して表
示したものである。縦線はカーソル３１を表し、カーソ
ル３１をグラフ３０のピークトップの位置に合わせて、
その時の時間を読み取る。なお、マスクロマトグラフに
代えて、紫外線（ＵＶ）検出器等で検出したクロマトグ
ラフを表示してもよい。

【００１６】図左下に表示されているのはイオン源（例
えばＡＰＣＩ）５の測定条件設定画面３２であり、イオ
ン源５の調整時に、各部の温度と電圧を変化させながら
最適値を探す。具体的には、試料と溶離液の気化し易さ
や、イオン化のし易さにより、霧化部１２、気化部１
４、第１細孔１６、第２細孔１７の温度や、針電極１５
に印加する電圧やドリフト電圧２０、集束レンズ１８の
印加電圧等を最適化する。

【００１７】図３の測定条件設定画面３２に表示されて
いる「Nebulizer」の温度はヒーター１３ａによって設
定される霧化部１２の温度を表し、「Desolvator」の温
度はヒーター１３ｂによって設定される気化部１４の温
度を表す。「Aperture」の温度は、図示しないヒーター
によって設定される第１細孔１６の温度を表す。この例
では、第２細孔１７の温度は固定であり、測定条件設定
画面３２には表示されていない。「Needle」の電圧は針
電極１５への印加電圧ＨＶを表し、「Drift」の電圧は
第１細孔１６と第２細孔１７の間に加えられるドリフト
電圧２０を表す。

【００１８】図３の図右下に表示されているのはイオン
源５の調整時のモニタ用のイオン強度を表すイオン強度
表示部３３であり、この表示部３３に表示されるイオン
強度を見ながら、測定条件設定画面３２で設定したパラ
メータの適、不適を判断する。表示部３３には２種類の
表示方法があり、本図はマススペクトルを表していて、
通常は拡大表示し、マススペクトルの形状を観察する。
他の表示は特定の質量数のイオン強度の時間変化を表
し、測定条件を変えることにより、イオン強度がどのよ
うに変化するかを見る。

【００１９】次に、図３のモニタ画面を用いたイオン源
５の調整の手順について説明する。 （１）まず、流路系からカラム４を外し、標準試料をイ
オン源５に直接導入し、質量分析部６を調整する。 （２）流路系にカラム４を接続し、未知試料の液体クロ
マトグラフでの分離を最適化する。この分離の検出にＵ
Ｖ検出器を用いる場合は、前記（１）の質量分析部６の
調整はこの後でもよい。 （３）次に、イオン源５の調整に入る。流路系からカラ
ム４を外し、インジェクタ３のループを大きくして、大
量の試料を導入できるようにする。 （４）モニタ８に図３の画面を表示し、（２）で得られ
たクロマトグラムを表示する。続いて、目的成分が溶出
している時間をカーソル３１で指定し、入力手段９の設
定ボタンを押す。制御手段７は、溶離液の混合比を時間
の関数として知っているので、自動的にその時間の溶離
液の混合比にポンプ２を設定する。 （５）試料が安定してイオン源５に導入されている状態
で、右下の表示部３３に表示されるイオン強度を見なが
ら測定条件設定画面３２の測定条件を変化させ、目的成
分の質量数におけるイオン強度が最大となる最適値を探
す。 （６）測定条件が決まれば、再びカラム４を接続し、試
料の測定を行う。図３のモニタ画面は調整用の画面であ
り、測定時には別の画面を出す。このようにして、モニ
タ８の画面を切り替えることなく、イオン源５の調整を
行うことができる。

【００２０】図４は、モニタ８の画面の他の例を示す図
である。この例のモニタ画面は、マスクロマトグラム３
０またはＴＩＣを表示するクロマトグラム表示画面３４
と、測定条件設定画面３５とイオン強度を表示するイオ
ン強度表示画面３６とによるイオン源５の調整画面とを
一度に見られるような画面構成になっている。各画面３
４，３５，３６の大きさ、配置は自由に変更することが
できる。この場合にも、モニタ８上の画面を切り替える
ことなく、イオン源５の調整をしながら、カーソル３１
を移動することにより目的成分がカラム４より溶出して
来る時間における溶離液１の混合比を求めることができ
る。

【００２１】この例の場合は例えば、イオン強度表示画
面３６を大きくしたりできる長所がある一方、３つの画
面３４，３５，３６が重ならないように測定者がレイア
ウトを工夫する必要がある。この例の画面構成は、それ
ぞれの画面を別々のプログラムで処理するマルチタスク
ＯＳにより実現できる。図５は、モニタ８の画面のさら
に他の例を示す図である。この例では、イオン源５の調
整画面の一部である測定条件設定画面３７は常時表示
し、マスクロマトグラムやＴＩＣの表示と、イオン源の
調整画面の一部であるイオン強度の表示とは切り替えて
表示する画面構成とする。測定条件設定画面３７に表示
されている「Aperture１」「Aperture２」の温度は、そ
れぞれイオン源５の第１細孔１６及び第２細孔１７の温
度であり、「Focus」の電圧は集束レンズ１８の印加電
圧である。

【００２２】２つの表示画面を切り替えることにより、
測定条件設定画面３７の設定項目が多い場合にはモニタ
８の限られた画面を広く使うことができる。しかも、マ
スクロマトグラムとイオン強度とは同時には見ることが
ないため、さほど不便ではない。

【００２３】

【発明の効果】モニタの画面をマスクロマトグラムとイ
オン源のパラメータの設定とイオン強度とを表示する３
つの部分から構成し、必要な情報を一つの画面に表示す
ることにより、画面を切り替えながら必要な情報を集め
なくても調整に必要な条件設定を行うことができ、調整
作業に集中することができる。かくして、液体クロマト
グラフ質量分析計の操作性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液体クロマトグラフ質量分析計のブロック図。

【図２】イオン源の一例の略断面図。

【図３】モニタ画面の一例を表す図。

【図４】モニタ画面の他の例を表す図。

【図５】モニタ画面の他の例を表す図。

【符号の説明】

１…溶離液、２…ポンプ、３…インジェクタ、４…カラ
ム、５…イオン源、６…質量分析部、７…制御手段、８
…モニタ、９…入力手段、１１…細管、１２…霧化部、
１３ａ，１３ｂ…ヒーター、１４…気化部、１５…針電
極、１６…第１細孔、１７…第２細孔、１８…集束レン
ズ、１９…中間電極、２０…ドリフト電圧、３０…マス
クロマトグラム、３１…カーソル、３２…測定条件設定
画面、３３…イオン強度表示部、３４…クロマトグラム
表示画面、３５…測定条件設定画面、３６…イオン強度
表示画面、３７…測定条件表示画面

フロントページの続き (72)発明者 永井 伸治 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 加藤 義昭 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の溶離液を混合して供給するポンプ
   と、試料を含有した溶離液が流通されるカラムと、前記
   カラムからの溶出液が供給されるイオン源と、前記イオ
   ン源に接続された質量分析部と、表示手段と、前記ポン
   プ及び前記イオン源を制御する制御手段と、前記制御手
   段に接続された表示手段と入力手段とを含む液体クロマ
   トグラフ質量分析計において、 前記表示手段は、１画面に試料のクロマトグラムと、前
   記イオン源調整画面とを表示し、 前記入力手段により前記表示手段に表示された試料のク
   ロマトグラム上の溶出時間を指定することにより、その
   時間の溶離液の混合比が求められ、該求められた混合比
   が前記制御手段により前記ポンプに設定され、 前記表示手段の画面を切り変えることなく、前記溶離液
   の混合比設定と、前記イオン源の調整とを行うことがで
   きることを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析計。
2. 【請求項２】 請求項１記載の液体クロマトグラフ質量
   分析計において、 前記イオン源調整画面は、イオン源の測定条件設定部
   と、イオン強度表示部とからなることを特徴とする液体
   クロマトグラフ質量分析計。
3. 【請求項３】 請求項１記載の液体クロマトグラフ質量
   分析計において、 前記表示手段は、試料のクロマトグラム表示画面と、前
   記イオン源の測定条件設定画面とイオン強度表示画面と
   からなるイオン源調整画面とをそれぞれ独立した画面と
   し、かつ前記各画面を一度に見られるように表示するこ
   とを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析計。
4. 【請求項４】 請求項１記載の液体クロマトグラフ質量
   分析計において、前記表示手段は、前記イオン源調整画
   面の一部である測定条件設定画面を常時表示し、試料の
   クロマトグラムの表示と、前記イオン源調整画面の一部
   であるイオン強度の表示とは切り替えて表示することを
   特徴とする液体クロマトグラフ質量分析計。