JPWO2020110864A1 - 分析方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

分析方法は、クロマトグラフを用いる分析装置で所定成分を所定量含有する基準試料を分析し、分析装置による所定量の所定成分の検出値である基準検出値を求めること、基準検出値に基づいて、測定対象試料中の検出対象成分の濃度が基準濃度以上であるか、または基準濃度以下であるかの判断基準である判断基準値を算出すること、分析装置で測定対象試料を分析し、検出対象成分に対応するピーク検出時間帯において判断基準値を超えた検出値が検出された場合に検出対象成分が検出されたと判断すること、とを備える。

Description

本発明は、分析方法およびプログラムに関する。

分析試料中に規制物質等が基準濃度以上含まれているかの分析には、ガスクロマトグラフ、液体クロマトグラフ、またはそれらのクロマトグラフと質量分析装置を組み合わせた、いわゆるＧＣ／ＭＳまたはＬＣ／ＭＳ分析装置が広く用いられている（特許文献１参照）。

日本国特開２００３−０５７２２０号公報

クロマトグラフにおいては、同量の検出対象成分を分析した場合であっても、測定時のクロマトグラフの状態（経時変化）により、検出対象成分の測定量が変化してしまう恐れがある。
従って、クロマトグラフの状態によっては、例えば規制対象物質が基準量（基準濃度）以上存在することを検出できずに、見逃してしまう恐れがある。
また、ガスクロマトグラフを使用する従来の分析方法では、検出されたピークの同定や切波形処理が不適切である場合に、検出対象成分を高濃度に含む場合であっても、これを検出対象成分と判断できずに、見逃してしてしまう場合がある。

第１の態様による分析方法は、クロマトグラフを用いる分析装置で所定成分を所定量含有する基準試料を分析し、前記分析装置による前記所定量の前記所定成分の検出値である基準検出値を求めること、前記基準検出値に基づいて、測定対象試料中の検出対象成分の濃度が基準濃度以上であるか、または基準濃度以下であるかの判断基準である判断基準値を算出すること、前記分析装置で前記測定対象試料を分析し、前記検出対象成分に対応するピーク検出時間帯において前記判断基準値を超えた検出値が検出された場合に、前記検出対象成分が検出されたと判断すること、とを備える。
第２の態様によるプログラムは、クロマトグラフを用いる分析装置をコンピュータで制御して、所定成分を所定量含有する基準試料を分析し、前記分析装置による前記所定量の前記所定成分の検出値である基準検出値を求め、前記基準検出値に基づいて、測定対象試料中に検出対象成分が基準濃度以上存在するか否かの判断基準である判断基準値を算出し、前記分析装置で前記測定対象試料を分析し、前記検出対象成分に対応するピーク検出時間帯において前記判断基準値を超えた検出値が検出された場合に、前記検出対象成分が検出されたと判断する、処理を行わせる。

本発明によれば、クロマトグラフの経時変化を補正して検出対象成分が基準量（たとえば基準濃度）以上存在するか否かを正確に判断することができる。

図１は、一実施形態の分析方法による分析を行うための、分析装置の一例を示す図。 図２は、一実施形態の分析方法の処理の流れを示すフローチャートを示す図。 図３は、基準試料の分析結果、基準検出値、判断基準値、および測定対象試料の分析結果の概要を示す図であり、図３（ａ）は基準試料の分析結果および基準検出値の概要を示す図、図３（ｂ）および図３（ｃ）は判断基準値および測定対象試料の分析結果の概要を示す図。 図４は、基準検出値の決定方法の変形例を示す図。

（分析方法の第１実施形態）
図１は、第１実施形態の分析方法による分析を行うための分析装置１００の一例を示す図である。分析装置１００は、クロマトグラフ１０、および質量分析部４０と、これらを制御する制御部２０とを備えている。
クロマトグラフ１０は、一例としてガスクロマトグラフであり、分離用のカラム１４と、そのカラム１４を内装するカラムオーブン１５と、カラム１４の入口に設けられた試料注入部１１および試料気化室１２とを含む。さらに、カラム１４の出口に設けられた分岐弁１６と、ＦＩＤ検出器等の検出器１７と、これら各部を制御するＧＣ制御部１８とを含む。

質量分析部４０は、一例として四重極型の質量分析装置であり、イオンをｍ／ｚに応じて分離する四重極マスフィルタ４５と、イオン検出器４６とを含む。質量分析部４０は、さらに、分岐弁１６から輸送管１９を介して試料ガスの供給を受ける試料導入部４１、イオン化部４２、イオン光学系４４、およびこれら各部を制御するＭＳ制御部４９とを含む。イオン化部４２、イオン光学系４４、および四重極マスフィルタ４５は、真空容器４７内に格納され、真空容器４７は真空ポンプ４８により減圧される。
イオン化部４２は、例示したフィラメント４３からの電子（ｅ−）によりイオン化を行う電子イオン化装置に限らず、他の方式のイオン化装置を用いることもできる。

制御部２０は、ネットワークケーブルＮＷを介して、クロマトグラフ１０および質量分析部４０を制御すると共に、クロマトグラフ１０および質量分析部４０から測定データを取得し、取得したデータを解析及び処理する。

制御部２０は、中央演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）２２にメモリ２３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等から成る表示装置（表示部）２４、キーボードやマウス等から成る入力部２５、ハードディスクやＳＳＤ（Solid State Drive）等の大容量記憶装置から成る記憶部３０を備えている。
記憶部３０には、ＯＳ（Operating System）３５、クロマトグラフ１０および質量分析部４０を制御し測定されたデータを処理する制御プログラム３１、化合物ライブラリ３２、設定記憶部３３、及び測定データ記憶部３４が設けられている。

化合物ライブラリ３２には、様々な化合物の分析に必要な情報として、化合物の名称等の識別情報、構造式、各種カラムに対する保持時間、マススペクトルなどが収録されている。制御部２０は、更に、外部装置との直接的な接続や、外部装置等とのＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークを介した接続を司るためのインターフェース（Ｉ／Ｆ）２１を備えている。そして制御部２０は、Ｉ／Ｆ２１によりネットワークケーブルＮＷを介してＧＣ制御部１８およびＭＳ制御部４９に接続されている。

ＣＰＵ２２、メモリ２３、記憶部３０、およびインターフェース２１は、コンピュータを構成している。メモリ２３は、制御プログラム３１により制御されたＣＰＵ２２を通じて、後述する各種の情報を記憶する。
制御プログラム３１は、ＣＰＵ２２を含む制御部２０を制御して、ネットワークケーブルＮＷを介して外部のサーバ２９に分析データを送信して保存させることができる。

図２は、ＣＰＵ２２が制御プログラム３１にしたがって、制御部２０を制御して第１実施形態の分析方法を実行する際のフローチャートを示す。以下、図２に示したフローチャートに沿って、第１実施形態の分析方法について説明する。
なお、制御プログラム３１により制御部２０に含まれるＣＰＵ２２が各部を制御するが、以下の各ステップでの説明では実行主体であるＣＰＵ２２は省略する。

（分析装置の較正）
ステップＳ１０１において、制御部２０は、表示部２４に、ユーザがクロマトグラフ１０の試料注入部１１に基準試料を注入することを促すメッセージを表示させる。ユーザが試料注入部１１への基準試料の注入を行い、かつ基準試料の注入を行った旨の情報を入力部２５に入力すると、ステップＳ１０２において制御プログラム３１は試料が注入されたと判断して、ステップＳ１０３に進む。

基準試料とは、１種類以上の既知の所定成分をそれぞれ既知の所定量含有する試料であり、ステップＳ１０３において分析装置１００が基準試料の分析を行うことにより、所定量の所定成分ごとに対する分析装置１００の検出感度を確認（較正）することができる。
所定成分を既知の所定量含有する試料とは、例えば、所定成分が既知の濃度で含まれる試料を既知の量だけ採取した試料であり、所定量は、量（質量または体積）に濃度（質量濃度または体積濃度）を掛け合わせることにより求まる。

ステップＳ１０３において、クロマトグラフ１０の試料注入部１１に注入された基準試料は、試料気化室１２で気化され、キャリアガスとともに、カラム１４内を移動する。そして、基準試料は、カラム１４により成分毎に時間的に分離され、所定の保持時間の経過後に分岐弁１６に至る。そして、第１実施形態においては、基準試料は分岐弁１６から検出器１７に至り検出器１７で検出される。検出器１７で検出された検出量はＧＣ制御部１８に送られ、さらに制御部２０に送られる。

図３（ａ）は、ステップＳ１０３における基準試料の分析結果の一例のグラフを示す図である。グラフの横軸は、クロマトグラフ１０の試料注入部１１に基準試料を注入してから（または、カラムオーブン１５の加熱を開始してから）の経過時間（秒）を表し、グラフの縦軸は、検出器１７による検出量を表している。
図３（ａ）に示した例においては、基準試料には、既知の２つの成分（成分Ａ、成分Ｂ）が含まれており、図３（ａ）の検出結果には、成分Ａに対応する検出ピーク曲線Ｃａと、成分Ｂに対応する検出ピーク曲線Ｃｂとが表れている。

ステップＳ１０４において、制御部２０は、検出ピーク曲線Ｃａ、および検出ピーク曲線Ｃｂのピーク高さ値を算出させ、これをそれぞれ成分Ａに対する基準検出値Ｄａ、および成分Ｂに対する基準検出値Ｄｂとして、記憶させる。
換言すると、基準検出値Ｄａ、および基準検出値Ｄｂは、クロマトグラフ１０にそれぞれ既知の量の成分Ａおよび成分Ｂが注入された際に検出器１７で検出される検出量のピーク高さ値である。従って、今後、未知の量の成分Ａを含む試料を分析する場合には、検出器１７で検出される検出量のピーク高さ値の基準検出値Ｄａに対する比率、および基準検出値Ｄａを決定した際の成分Ａの量から、分析した試料中の成分Ａの量が正確に算出できることになる。これは、成分Ｂについても同様である。

成分Ａ、Ｂと検出ピーク曲線Ｃａ、Ｃｂとの同定は、各ピーク曲線が出現する経過時間に基づいて行なう。図３に破線で示した時間Ｔａ１は、成分Ａの検出ピーク曲線Ｃａの出現開始が予想される時刻である、成分Ａのピーク検出開始予測時間Ｔａ１を表す。また、破線で示した時間Ｔａ２は、成分Ａの検出ピーク曲線Ｃａの出現終了が予想される時刻である、成分Ａのピーク検出終了予測時間Ｔａ２を表す。成分Ａのピーク検出開始予測時間Ｔａ１およびピーク検出終了予測時間Ｔａ２は、成分Ａの保持時間（ピークが最大値となる経過時間）に対して、それぞれ所定の時間差だけ前および後の時間であり、この時間差は、例えばユーザが指定する。成分Ｂのピーク検出開始予測時間Ｔｂ１、ピーク検出終了予測時間Ｔｂ２についても、成分Ａの各時間と同様に決定すればよい。
成分Ａのピーク検出開始予測時間Ｔａ１、ピーク検出終了予測時間Ｔａ２、および成分Ｂのピーク検出開始予測時間Ｔｂ１、ピーク検出終了予測時間Ｔｂ２は、例えばステップＳ１０１においてユーザが入力部２５に予め入力しておくことが好ましい。あるいは、ステップＳ１０１において、ユーザは各成分の保持時間と上述の時間差を入力し、制御部２０が、保持時間と時間差からピーク検出開始予測時間およびピーク検出終了予測時間を算出するようにしても良い。あるいは、ユーザは入力部２５に成分Ａ、および成分Ｂの名称等の識別情報を入力し、制御部２０が化合物ライブラリ３２から成分Ａ、および成分Ｂに対するピーク検出開始予測時間およびピーク検出終了予測時間を読み出しても良い。本明細書では、ピーク検出開始予測時間Ｔａ１、Ｔｂ１とピーク検出終了予測時間Ｔａ２、Ｔｂ２のそれぞれの間の時間帯を、ピーク検出時間帯Ｔａ，Ｔｂと呼ぶ。

なお、基準試料には、成分Ａまたは成分Ｂのうちの一方の成分のみを含むものであっても良く、この場合には検出ピーク曲線も１つになるので、検出ピーク曲線の同定は不要である。
基準試料には、３種類以上の既知の所定成分を含んでいてもよい。
分析工程は、ステップＳ１０４において、基準検出値Ｄａおよび基準検出値Ｄｂが算出され記憶されると、ステップＳ１０５に進む。この際にステップＳ１０４において、制御プログラム３１は制御部２０に対して、基準試料の分析を行った日時等の時間情報を、記憶部３０内の測定データ記憶部３４あるいはメモリ２３に記憶させる。この時間情報は、日時に限られるものではなく、分析装置１００の稼働後の経過時間や、分析装置１００のメンテナンスからの経過時間等であってもよい。

（前回の較正からの経過時間の確認）
ステップＳ１０５では、制御プログラム３１は制御部２０に、ステップＳ１０４において記憶部３０内の測定データ記憶部３４あるいはメモリ２３に記憶させた上述の時間情報に基づいて、ステップＳ１０１からステップＳ１０４における基準試料の分析から、所定時間以上経過しているか否かを判断させる。
そして、所定時間以上経過している場合には、ステップＳ１０１に戻り、制御部２０は、再度、基準試料の分析および基準検出値Ｄａ、Ｄｂの算出を行わせる。
所定時間以上経過しない場合には、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６において、制御部２０は、表示部２４に、測定対象の試料を分析するかの入力を促すメッセージを表示させる。
ユーザが、分析する旨（Ｙｅｓ）の入力を行うと、ステップＳ１０７に進む。
一方、ユーザが、分析する旨（Ｙｅｓ）の入力を行なわない場合には、ステップＳ１０５に戻る。

（判断基準値の算出）
ステップＳ１０７において制御部２０は、測定対象試料に含まれることが想定される成分が、実際に測定対象試料に含まれているか否かの判断基準である判断基準値を算出する。
判断基準値は、例えば、法律等で定められた環境基準等に基づいて決定する。
例えば、成分Ａの環境基準がＳａ[g/L]、測定する対象試料の体積がＶ[L]、ステップＳ１０４で基準検出値Ｄａを算出した際の成分Ａの質量がＭａ[g]である場合、判断基準値Ｊａは、
Ｊａ ＝ Ｄａ×（Ｓａ×Ｖ）／ Ｍａ ・・・（１）
で表される。

成分Ｂについても同様に、成分Ｂの環境基準がＳｂ[g/L]、ステップＳ１０４で基準検出値Ｄｂを算出した際の成分Ｂの質量がＭｂ[g]である場合、判断基準値Ｊｂは、
Ｊｂ ＝ Ｄｂ×（Ｓｂ×Ｖ）／ Ｍｂ ・・・（２）
で表される。なお、測定する対象試料の体積Ｖ[L]は、成分Ａと成分Ｂで共通である。
なお、判断基準値ＪａおよびＪｂの算出は、上記のように環境基準Ｓａ、Ｓｂの値そのものに基づいて行う必要はなく、環境基準Ｓａ、Ｓｂよりも厳しい値（小さい値）に基づいて算出しても良い。

判断基準値ＪａおよびＪｂの算出に際し、測定する対象試料の体積Ｖ、および成分Ａ、Ｂの環境基準Ｓａ、Ｓｂは、ユーザが入力部２５に入力しても良い。なお、測定する対象試料の体積を常に一定量に設定する場合には、ユーザによる体積Ｖの入力は省略することができる。また、成分Ａ、Ｂの環境基準Ｓａ、Ｓｂについては、制御プログラム３１が制御部２０を制御して、既に入力されている成分Ａおよび成分Ｂの識別情報に基づいて化合物ライブラリ３２から読み出すこともできる。
なお、測定する対象試料が固体である場合には、上述の体積Ｖに代えて、対象試料の質量Ｍｖ[g]を使用し、環境基準についても単位質量あたりの含有質量であるＳｍ[g/g]を使用して、上述の判断基準値Ｊａ、Ｊｂを算出する。具体的には、式（１）および式（２）のＳａ、Ｓ、Ｖに代えて、Ｍｖ[g]およびＳｍ[g/g]を用いて、判断基準値Ｊａ、Ｊｂを算出する。
ステップＳ１０７で判断基準値を算出した後、ステップＳ１０８に進む。

（測定対象試料の分析）
ステップＳ１０８において、制御部２０は、表示部２４に、ユーザがクロマトグラフ１０の試料注入部１１に測定対象試料を注入することを促すメッセージを表示させる。ユーザが試料注入部１１への測定対象試料の注入を行い、かつ測定対象試料の注入を行った旨の情報を入力部２５に入力すると、ステップＳ１０９において制御プログラム３１は試料が注入されたと判断して、ステップＳ１１０に進む。
ステップＳ１１０における測定対象試料の分析の工程は、上述のステップＳ１０３における基準試料の分析の工程と同様であるので、説明を省略する。

図３（ｂ）は、ステップＳ１１０における測定対象試料の分析結果の一例のグラフを示す図である。グラフの横軸、縦軸は、上述の図３（ａ）と同様である。
図３（ｂ）の例においては、測定対象試料にも、検出すべき対象成分（検出対象成分）として、上述の基準試料に含まれていた成分Ａおよび成分Ｂが含まれている。
ステップＳ１１１において、制御部２０は制御プログラム３１の指示のもとで、検出対象成分である成分Ａの基準検出値としての検出ピーク曲線Ｇａのピーク高さ値、および検出対象成分である成分Ｂの基準検出値としての検出ピーク曲線Ｇｂのピーク高さ値を算出する。
そして、ステップＳ１１２において、制御部２０は制御プログラム３１の指示のもとで、検出ピーク曲線Ｇａのピーク高さ値が上述の判断基準値Ｊａより大きいか否かを判断する。

検出ピーク曲線Ｇａ，Ｍｂが複数ある場合には、どのピークが成分Ａまたは成分Ｂに対応するピークであるかの同定は、前述のピーク検出時間帯に基づいて行う。すなわち、検出ピーク曲線Ｇａが、成分Ａのピーク検出開始予測時間Ｔａ１からピーク検出終了予測時間Ｔａ２までの間に、すなわち成分Ａのピーク検出時間帯Ｔａの中に、あるいはその近傍にあれば、検出ピーク曲線Ｇａは、成分Ａのピークであると判断する。成分Ｂについても同様である。

図３（ｂ）に示すとおり、検出ピーク曲線Ｇａのピーク高さ値は判断基準値Ｊａより大きいため、ステップＳ１１３に進み、測定対象試料から成分Ａが検出されたことを出力する。一方、検出ピーク曲線Ｇａのピーク高さ値が判断基準値Ｊａより小さい場合には、ステップＳ１１４に進み、測定対象試料から成分Ａが非検出であったことを出力する。これらの場合の出力先は、表示部２４、メモリ２３、測定データ記憶部３４、あるいは外部のサーバ２９のいずれかの１つ以上である。

なお、本例では２種類の検出対象成分（成分Ａ、成分Ｂ）について検出を行うため、上述のステップＳ１１２からステップＳ１１４は、成分Ａおよび成分Ｂに対して繰り返して行われることが好ましい。図３（ｂ）に示すとおり、検出ピーク曲線Ｇｂのピーク高さ値は判断基準値Ｊｂより小さいため、成分Ｂについては、ステップＳ１１２からステップＳ１１４に進み、測定対象試料から成分Ｂが非検出であったことが出力される。

ステップＳ１１３およびステップＳ１１４が終了した後は、ステップＳ１１５に進み、制御部２０は、表示部２４に、分析を継続するか否かの入力をユーザに促すメッセージを表示させる。
ユーザがＹｅｓ（分析する旨）の入力を行った場合には、ステップＳ１０５に移動して、制御部２０は各部に指示を出力して測定対象試料の分析を繰り返す。
一方、ユーザがＮｏ（分析しない旨）の入力を行った場合には、処理を終了する。

上述の第１実施形態において、ステップＳ１０５の所定時間は、要求される分析（検出）の精度によって異なる。より高精度な検出を行うためには、分析装置１００の経時変化を最小に抑えるために、所定時間を数時間程度の時間とする必要がある。一方、ある程度の経時変化を許容するのであれば、１ヵ月程度、あるいは分析装置１００の定期メンテナンスの周期程度としても良い。経時変化とは、装置の汚染、経年劣化、装置起動からの経過時間の違いによる装置の安定状態の変化、装置較正状態の違い等をいう。

また、ステップＳ１０５においては、基準試料の分析後の経過時間によって判断するだけではなく、その時点の時刻と曜日または日付に基づいて、あるいは、時刻と曜日または日付と、経過時間との双方に基づく判断を行なわせても良い。
一例として、毎日所定時刻においてＹｅｓと判断させることもでき、あるいは、毎月の所定日または所定の曜日の所定時刻においてＹｅｓと判断させることもできる。この場合において、所定時刻であっても、その所定時間以内に基準試料の分析を行っていればＮｏと判断させることもできる。

（分析方法の変形例）
以上の第１実施形態においては、成分Ａと成分Ｂが含まれる基準試料を用いて分析（較正）を行い、成分Ａと成分Ｂが含まれることが予想される測定対象試料の分析を行っている。一方、本変形例は、較正に使用した成分以外の検出対象成分に対して、分析装置１００の経時変化を補正した高精度の分析を行うものである。本変形例の構成は多くの部分が上述の第１実施形態と共通するため、以下では、第１実施形態と共通する部分についての説明は適宜省略する。

図３（ｃ）は、基準試料に含まれている成分Ａと成分Ｂ以外の成分Ｃが含まれている測定対象試料に対する分析結果の一例のグラフを示す図である。グラフの横軸、縦軸は、上述の図３（ａ）と同様である。図３（ｃ）には、横軸上の成分Ｃのピーク検出時間帯Ｔｃ〜（ピーク検出開始予測時間Ｔｃ１とピーク検出終了予測時間Ｔｃ２の間）に相当する位置に、成分Ｃの検出ピーク曲線Ｇｃが示されている。なお、成分Ｃのピーク検出開始予測時間Ｔｃ１、ピーク検出終了予測時間Ｔｃ２についても、上述の成分Ａのピーク検出開始予測時間Ｔａ１、ピーク検出終了予測時間Ｔａ２と同様に決定したものである。

図３（ｃ）中の破線Ｊｃは、成分Ｃが測定対象試料に含まれているか否かの判断の基準となる判断基準値Ｊｃである。本変形例においては、判断基準値Ｊｃを、成分Ａ、成分Ｂ、成分Ｃの、分析装置１００に対する相対レスポンスファクタＲａ、Ｒｂ、Ｒｃを用いて算出する。相対レスポンスファクタは、一定量の各成分を分析装置１００で分析した際の検出量の相対値を表すものである。従って、成分ＣについてはステップＳ１０１〜Ｓ１０４での基準試料の分析（較正）を行うことなく、成分Ａまたは成分Ｂでの較正の結果に基づいて、分析装置１００の経時変化を補正することができる。

一例として、成分Ｃの判断基準値Ｊｃは、上述の測定対象試料の体積Ｖ[L]、較正時の成分Ａの質量Ｍａ[g]、成分Ｂの質量Ｍｂ[g]、成分Ａの基準検出値Ｄａ、成分Ｂの基準検出値Ｄｂ、および成分Ｃの環境基準Ｓｃ[g/L]を用いて、式（３）または式（４）により決定する。
Ｊｃ ＝ Ｄａ×（Ｓｃ×Ｖ）×（Ｒｃ／Ｒａ）／ Ｍａ ・・・（３）
Ｊｃ ＝ Ｄｂ×（Ｓｃ×Ｖ）×（Ｒｃ／Ｒｂ）／ Ｍｂ ・・・（４）
成分Ｃについても、判断基準値Ｊｃの算出は、上記のように環境基準Ｓｃの値そのものに基づいて行う必要はなく、環境基準Ｓｃよりも厳しい値（小さい値）に基づいて算出しても良い。
なお、測定する対象試料が固体である場合には、上述の式（１）、式（２）での場合と同様に、式（３）および式（４）の、Ｖ[L]、Ｓｃ[g/L]に代えて、対象試料の質量Ｍｖ[g]、単位質量あたりの含有質量で表した環境基準Ｓｍ[g/g]を用いて、判断基準値Ｊｃを算出する。

本変形例においては、図２に示したフローチャート中のステップＳ１０７において、制御部は表示部２４に対して、成分Ｃの識別情報、ピーク検出時間帯Ｔｃおよび環境基準Ｓｃの値の入力をユーザに促す表示を行わせ、この警告表示に応じてユーザがそれらの値を入力部２５に入力することができる。あるいは、ユーザが、成分Ｃの識別情報を入力部２５に入力すると、制御プログラム３１が制御部２０に指令して、化合物ライブラリ３２から成分Ｃのピーク検出時間帯Ｔｃ、および環境基準Ｓｃの値を読み出させることもできる。

本変形例においても、ステップＳ１１２において、検出ピーク曲線Ｇｃのピーク高さ値が判断基準値Ｊｃより大きいか否かを判断し、大きい場合にはステップＳ１１３に進み、大きくない場合にはステップＳ１１４に進む。
なお、以上の説明では、本変形例における測定対象試料には、成分Ｃのみが含まれているものとして説明したが、測定対象試料には、成分Ｃ以外にも１つ以上の検出対象成分が含まれていても良い。その場合、各検出対象成分のピーク検出時間帯や環境基準についても、上述の成分Ｃでの値と同様に、ユーザが入力部に入力するか、ユーザが入力した識別情報に基づいて、制御部２０が化合物ライブラリ３２内に格納されている情報を読み出す。

また、本変形例における測定対象試料には、ステップＳ１０１からＳ１０４で較正した際の成分Ａまたは成分Ｂが含まれていても良く、その場合、成分Ａまたは成分Ｂに対する判断基準値Ｊａ、Ｊｂは、上述の第１実施形態で述べた方法で決定すればよい。

以上の、第１実施形態および変形例のいずれにおいても、所定の成分の基準検出値Ｄａ、Ｄｂは、上述のピーク高さ値の代わりに、いわゆる面積値（積分値）を使用してもよい。面積値とは、図３（ａ）の検出ピーク曲線Ｃａのような検出ピーク曲線に対して、その検出量をピーク検出時間帯Ｔａの範囲（Ｔａ１からＴａ２の範囲）で積分したものである。
この場合には、判断基準値Ｊａ、Ｊｂ、Ｊｃも、面積値を使用した基準検出値Ｄａ、Ｄｂにより算出されるとともに、測定対象試料中の検出対象成分の検出量についても、ピーク高さ値ではなく面積値を使用して、判断基準値Ｊａ、Ｊｂ、Ｊｃとの比較を行う。

検出ピーク曲線の基準検出値として面積値を採用することにより、検出量の信号に含まれるノイズ成分の影響を受けにくい、より正確な判断を行うことができる。
一方、検出ピーク曲線の基準検出値としてピーク高さ値を採用することにより、よりシンプルな処理系を使用して基準検出値を算出することができる。
また、上述の式（１）から式（４）等では、各成分の質量Ｍａ、Ｍｂを用いて、判断基準値Ｊａ、Ｊｂ、Ｊｃの算出を行うとしたが、質量に限らず、モル数を用いて算出を行うこともできる。

また、基準試料の分析時に、基準試料中の成分Ａまたは成分Ｂが実際に検出される経過時間が、入力等され記憶されていたピーク検出時間帯と異なった場合には、実際に検出されたピークから実測されたピーク検出時間帯を、新たに成分Ａまたは成分Ｂのピーク検出時間帯Ｔａ、Ｔｂとして記憶し直すことが好ましい。分析装置１００の経時変化等により、保持時間も変動する恐れがあり、これを補正するためである。
ただし、記憶されていたピーク検出時間帯と検出される経過時間が大きく異なる（例えば１０％以上）場合には、ピーク検出時間帯Ｔａ、Ｔｂとして記憶し直すことはせず、制御プログラム３１は、表示部２４にエラーメッセージを表示して、ユーザにエラーの可能性を警告することが好ましい。

なお、図４に示したように、検出量の測定値には、バックグラウンドＢＧが加算されている場合がある。この場合には、検出ピーク曲線Ｃａ２の基準検出値としてピーク高さ値と面積値のいずれを採用する場合であっても、バックグラウンドＢＧを除去して基準検出値の算出を行うことが望ましい。

一例として、図４に示すように、バックグラウンドＢＧが時間とともに増大する場合には、検出ピーク曲線Ｃａ２の位置（時間）において、バックグラウンドＢＧを内挿した関数ＢＧａに基づいて、基準検出値の算出を行う。
ピーク高さ値を採用する場合には、ピーク高さ値は、検出ピーク曲線Ｃａ２の見かけのピーク高さ値Ｄａ２から、その時間における関数ＢＧａの値を引いた、真のピーク高さ値Ｄａ３とすればよい。
また、面積値を採用する場合には、検出ピーク曲線Ｃａ２の値から関数ＢＧａの値を引いた値を、ピーク検出時間帯Ｔａ（Ｔａ１からＴａ２）の間で積分した値を、検出ピーク曲線Ｃａ２の面積値とすればよい。
以上の、第１実施形態および変形例のいずれにおいても、クロマトグラフ１０は、上述のガスクロマトグラフに限らず、液体クロマトグラフであってもよい。

（第１実施形態および変形例の効果）
（１）以上の第１実施形態および変形例の分析方法は、クロマトグラフを用いる分析装置１００で所定成分Ａ、Ｂを所定量Ｍａ、Ｍｂ含有する基準試料を分析し、分析装置１００による所定量Ｍａ、Ｍｂの所定成分Ａ、Ｂの検出値である基準検出値Ｄａ、Ｄｂを求めること、基準検出値Ｄａ、Ｄｂに基づいて、測定対象試料中の検出対象成分Ａ、Ｂ、Ｃの濃度が基準濃度以上であるか、または基準濃度以下であるかの判断基準である判断基準値Ｊａ、Ｊｂ、Ｊｃを算出すること、分析装置１００で測定対象試料を分析し、検出対象成分Ａ、Ｂ、Ｃに対応するピーク検出時間帯Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃにおいて判断基準値Ｊａ、Ｊｂ、Ｊｃを超えた検出値が検出された場合に、検出対象成分Ａ、Ｂ、Ｃが検出されたと判断すること、とを備える構成を有している。
この構成により、基準試料の分析により分析装置１００の較正を行ない、分析装置１００の経時変化を補正することができるので、検出対象成分Ａ、Ｂ、Ｃが基準量（基準濃度）以上存在するか否かを正確に判断することができる。

なお、ガスクロマトグラフを使用する従来の分析方法では、検出されたピークの同定や波形処理が不適切である場合に、検出対象成分を高濃度に含む場合であっても、これを検出対象成分と判断できずに、見逃してしてしまう場合があった。
一方、第１実施形態および変形例の分析方法では、ピーク検出時間帯において検出対象成分が基準濃度以上か、または基準濃度以下であるかに基づいて、検出対象成分が検出されたか、検出されなかったかを判断する。従って、第１実施形態および変形例の分析方法では、ピーク同定の処理や波形処理にかかわらず、検出対象成分の検出または非検出を判断することができる。

（２）検出対象成分に対応するピーク検出時間帯において、検出対象成分が検出されたこと、または検出対象成分が検出されなかったことを出力することにより、検出対象成分が検出されたことのみでなく、検出対象成分が検出されなかったことも、明確にすることができる。
（３）基準試料には複数の所定成分Ａ、Ｂが含まれるとともに、検出対象成分Ａ、Ｂを、複数の所定成分の中の１つと同じ物質とすることにより、測定対象試料中の検出対象成分Ａ、Ｂと同じ成分を使用しての較正を行うことができ、より正確な判断を行うことができる。

（４）検出対象成分Ｃは、基準試料に含まれる所定成分Ａ、Ｂとは異なる物質であり、判断基準値Ｊｃは、所定成分Ａ、Ｂの基準検出値Ｄａ、Ｄｂと、検出対象成分Ｃの基準濃度と、所定成分Ａ、Ｂと検出対象成分Ｃとの相対レスポンスファクタＲａ、Ｒｂ、Ｒｃとに基づいて算出されるとすることにより、較正時に使用した基準試料に含まれる所定成分Ａ、Ｂとは異なる成分Ｃに対しても、分析装置１００の経時変化が補正された正確な判断を行うことができる。
（５）基準試料の分析を行った時刻に関する時間情報を記憶装置に記憶することで、以降の分析において、基準試料の分析すなわち較正を行った時間に関する情報を、使用することができる。
（６）記憶装置に記憶された時間情報に基づいて、基準試料の分析から所定時間以上経過したか否かを判断することにより、所定時間以上経過している場合には、再度基準試料の分析を行うことで、測定対象試料の分析の精度を一層向上させることができる。

（分析方法の第２実施形態）
以上の第１実施形態および変形例の分析方法では、基準試料の分析および測定対象試料の分析は、クロマトグラフ１０の検出器１７により得られる検出量に基づいて行うものとした。一方、以下で説明する第２実施形態の分析方法では、質量分析部４０のイオン検出器４６により得られる検出量に基づいて基準試料の分析および測定対象試料の分析を行う。すなわち、イオン検出器４６で検出された検出量はＭＳ制御部４９に送られ、さらに制御部２０に送られる。
第２実施形態のそれ以外の構成については、上述の第１実施形態および変形例の分析方法と同様であるため、詳細な説明は省略する。

第２実施形態の分析方法では、カラム１４から出力される試料が、質量分析部４０の試料導入部４１に供給されるように、分岐弁１６を設定する。試料導入部４１に供給された試料は、上述のようにイオン化部４２でイオン化され、イオン光学系４４を経てイオンをｍ／ｚに応じて分離する四重極マスフィルタ４５に至る。そして、四重極マスフィルタ４５により所定のｍ／ｚを持つイオンのみが選択的に透過され、イオン検出器４６により検出される。

制御プログラム３１にしたがってＣＰＵ２２は、ステップＳ１０３の基準試料の分析、およびステップＳ１０３の測定対象試料の分析に際し、検出対象成分Ａ、Ｂ、Ｃに対応するｍ／ｚのイオンが選択的に検出されるように、ＭＳ制御部４９を介して質量分析部４０を制御する。具体的には、各検出対象成分Ａ、Ｂ、Ｃの各ピーク検出時間帯Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃにおいて、四重極マスフィルタ４５が、検出対象成分Ａ、Ｂ、Ｃに対応するｍ／ｚのイオンを選択的に透過するように、四重極マスフィルタ４５に印加するＲＦ電圧の条件を設定する。
検出対象成分Ａ、Ｂ、Ｃに対応するイオンは、各成分に対する、いわゆる定量イオンまたは確認イオンであってもよい。

（第２実施形態の分析方法の効果）
（７）第２実施形態の分析方法は、第１実施形態の分析方法および変形例の分析方法に加えて、クロマトグラフ１０の後段に質量分析部４０を備える分析装置１００を使用し、質量分析部４０が検出する検出信号に基づいて、基準試料の分析、および測定対象試料の分析を行う。
この構成により、所定のｍ／ｚ（質量電荷比）のみのイオンが選択されて検出された検出量を使用するので、測定対象試料中に検出対象成分Ａ、Ｂ、Ｃ以外の成分が含まれる場合であっても、より高精度に検出対象成分Ａ、Ｂ、Ｃの検出量を測定することができる。これにより、検出対象成分Ａ、Ｂ、Ｃが基準量（基準濃度）以上存在するか否かを、より正確に判断することができる。

（プログラムの実施形態）
上述のとおり、上記の各実施形態および各変形例において、分析装置１００を使用した上記の分析は、上記の機能を実現するためのプログラム（制御プログラム３１）をコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行させてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）や周辺機器のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、光ディスク、メモリカード等の可搬型記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持するものを含んでもよい。また上記のプログラムは、前述した制御プログラム３１の機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせにより実現するものであってもよい。

また、上述したプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等のデータ信号を通じて提供することができる。例えば、図１中のＣＰＵ２２、メモリ２３および記憶部３０を備える制御部２０は、ディスクドライブ２６に挿入されたＣＤ−ＲＯＭを介してプログラムの提供を受ける。また、制御部２０はネットワークケーブルＮＷとの接続機能を有している。ネットワークに接続されているサーバ２９は上記プログラムを提供するサーバコンピュータとしても機能し、記憶部３０等の記録媒体にプログラムを転送する。すなわち、プログラムをデータ信号として搬送波により搬送して、ネットワークケーブルＮＷを介して送信する。このように、プログラムは、記録媒体や搬送波などの種々の形態のコンピュータ読み込み可能なコンピュータプログラム製品として供給できる。
なお、図２に示したフローチャートの各ステップは、必ずしもその全ての実行が必要とされるものではない。

（プログラムの実施形態の効果）
（８）実施形態のプログラム３１は、クロマトグラフ１０を用いる分析装置１００を制御部（コンピュータ）２０で制御して、所定成分を所定量含有する基準試料を分析し、分析装置による所定量の所定成分の検出値である基準検出値を求め、基準検出値に基づいて、測定対象試料中に検出対象成分が基準濃度以上存在するか否かの判断基準である判断基準値を算出し、分析装置１００で測定対象試料を分析し、検出対象成分に対応するピーク検出時間帯において判断基準値を超えた検出値が検出された場合に、検出対象成分が検出されたと判断する、処理を行わせる。
この構成により、分析装置１００に対して、基準試料の分析により分析装置１００の較正を行なわせ、分析装置１００の経時変化を補正させることができるので、分析装置１００に検出対象成分Ａ、Ｂ、Ｃが基準量（基準濃度）以上存在するか否かを正確に判断させることができる。
（９）判断基準値を、所定成分の基準検出値と、検出対象成分の基準濃度と、所定成分と検出対象成分との相対レスポンスファクタとに基づいて算出させる構成とすることで、較正時に使用した基準試料に含まれる所定成分Ａ、Ｂとは異なる成分Ｃに対しても、分析装置１００の経時変化が補正された正確な判断を行うことができる。

上記では、種々の実施形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、各実施形態は、それぞれ単独で適用しても良いし、組み合わせて用いても良い。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特願２０１８−２２０３２８号（２０１８年１１月２６日出願）

１００…分析装置、１０…クロマトグラフ、１１…試料注入部、１４…カラム、１６…分岐弁、１７…検出器、１８…ＧＣ制御部、２０…制御部、３０…記憶部、３１…制御プログラム、４０…質量分析部、４５…四重極マスフィルタ、４６…イオン検出器、４９…ＭＳ制御部、Ｄａ，Ｄｂ…基準検出値、Ｊａ，Ｊｂ，Ｊｃ…判断基準値

制御部２０は、中央演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）２２、メモリ２３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等から成る表示装置（表示部）２４、キーボードやマウス等から成る入力部２５、ハードディスクやＳＳＤ（Solid State Drive）等の大容量記憶装置から成る記憶部３０を備えている。
記憶部３０には、ＯＳ（Operating System）３５、クロマトグラフ１０および質量分析部４０を制御し測定されたデータを処理する制御プログラム３１、化合物ライブラリ３２、設定記憶部３３、及び測定データ記憶部３４が設けられている。

検出ピーク曲線Ｇａ，Ｇｂが複数ある場合には、どのピークが成分Ａまたは成分Ｂに対応するピークであるかの同定は、前述のピーク検出時間帯に基づいて行う。すなわち、検出ピーク曲線Ｇａが、成分Ａのピーク検出開始予測時間Ｔａ１からピーク検出終了予測時間Ｔａ２までの間に、すなわち成分Ａのピーク検出時間帯Ｔａの中に、あるいはその近傍にあれば、検出ピーク曲線Ｇａは、成分Ａのピークであると判断する。成分Ｂについても同様である。

Claims (13)

1. クロマトグラフを用いる分析装置で所定成分を所定量含有する基準試料を分析し、前記分析装置による前記所定量の前記所定成分の検出値である基準検出値を求めること、
   前記基準検出値に基づいて、測定対象試料中の検出対象成分の濃度が基準濃度以上であるか、または基準濃度以下であるかの判断基準である判断基準値を算出すること、
   前記分析装置で前記測定対象試料を分析し、前記検出対象成分に対応するピーク検出時間帯において前記判断基準値を超えた検出値が検出された場合に、前記検出対象成分が検出されたと判断すること、とを備える、分析方法。
2. 請求項１に記載の分析方法において、
   前記検出対象成分に対応するピーク検出時間帯において前記検出対象成分が検出されたこと、または前記検出対象成分が検出されなかったことを出力する、分析方法。
3. 請求項１に記載の分析方法において、
   前記判断基準値の算出は、前記基準検出値に基づいて、数式を使って求める、分析方法。
4. 請求項３に記載の分析方法において、
   前記数式は、前記判断基準値および前記検出対象成分に対する所定の基準濃度に基づいて前記判断基準を算出する数式である、分析方法。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の分析方法において、
   前記基準試料には、複数の前記所定成分が含まれるとともに、
   前記検出対象成分は、前記複数の前記所定成分の中の１つと同じ物質である、分析方法。
6. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の分析方法において、
   前記検出対象成分は、前記基準試料に含まれる前記所定成分とは異なる物質であり、
   前記判断基準値は、前記所定成分の前記基準検出値と、前記検出対象成分の前記基準濃度と、前記所定成分と前記検出対象成分との相対レスポンスファクタとに基づいて算出される、分析方法。
7. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の分析方法において、
   前記検出値は、前記分析装置が検出する検出信号のピーク高さ値である、分析方法。
8. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の分析方法において、
   前記検出値は、前記分析装置が検出する検出信号を、前記所定成分または前記検出対象成分の前記ピーク検出時間帯に渡って積分した積分値である、分析方法。
9. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の分析方法において、
   前記分析装置は前記クロマトグラフの後段に質量分析装置を備え、
   前記質量分析装置が検出する検出信号に基づいて、前記基準試料の分析、および前記測定対象試料の分析を行う、分析方法。
10. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の分析方法において、
    前記基準試料の前記分析を行った時刻に関する時間情報を記憶装置に記憶する、分析方法。
11. 請求項１０に記載の分析方法において、
    前記記憶装置に記憶された前記時間情報に基づいて、前記基準試料の前記分析から所定時間以上経過したか否かを判断する、分析方法。
12. クロマトグラフを用いる分析装置をコンピュータで制御して、
    所定成分を所定量含有する基準試料を分析し、
    前記分析装置による前記所定量の前記所定成分の検出値である基準検出値を求め、
    前記基準検出値に基づいて、測定対象試料中に検出対象成分が基準濃度以上存在するか否かの判断基準である判断基準値を算出し、
    前記分析装置で前記測定対象試料を分析し、前記検出対象成分に対応するピーク検出時間帯において前記判断基準値を超えた検出値が検出された場合に、前記検出対象成分が検出されたと判断する、処理を行わせるためのプログラム。
13. 請求項１２に記載のプログラムにおいて、
    前記判断基準値を、前記所定成分の前記基準検出値と、前記検出対象成分の前記基準濃度と、前記所定成分と前記検出対象成分との相対レスポンスファクタとに基づいて算出させる、プログラム。
    

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