WO2015059753A1 - 包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置 - Google Patents

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真一 山口
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Definitions

  • the present invention relates to a comprehensive two-dimensional chromatographic data processing apparatus for processing data collected by a comprehensive two-dimensional gas chromatograph (GC), a comprehensive two-dimensional liquid chromatograph (LC), and the like.
  • a comprehensive two-dimensional chromatographic data processing apparatus for processing data collected by a comprehensive two-dimensional gas chromatograph (GC), a comprehensive two-dimensional liquid chromatograph (LC), and the like.
  • the present invention relates to a data processing apparatus for processing and displaying data obtained by a comprehensive two-dimensional chromatograph using a detector.
  • a technique called comprehensive two-dimensional GC or GC ⁇ GC is known (see Patent Document 1).
  • comprehensive two-dimensional GC various components contained in a target sample are first separated by a first-dimensional column (hereinafter referred to as “primary column”), and the eluted components are introduced into a modulator.
  • the modulator collects the introduced components at regular time intervals (usually about several seconds to several tens of seconds, hereinafter referred to as “modulation time”), and then removes them with a very narrow time bandwidth.
  • modulation time usually about several seconds to several tens of seconds
  • the component separation is performed under the same separation conditions as those for normal GC or slightly slower elution than normal GC.
  • a column having a polarity different from that of the primary column and having a small inner diameter is used for the secondary column, and the component separation is performed under such a condition that the elution is completed within a predetermined modulation time.
  • the comprehensive two-dimensional GC in the comprehensive two-dimensional GC, a plurality of components with overlapping peaks can be separated in the secondary column without being separated in the primary column, and the separation performance is greatly improved as compared with the normal GC. To do. For this reason, the comprehensive two-dimensional GC is very effective for analysis of a sample containing many compounds having similar retention times, for example, hydrocarbon analysis of diesel fuel.
  • a method called comprehensive two-dimensional LC or LC ⁇ LC using two-stage columns with different separation specifications is known, as in the above-described comprehensive two-dimensional GC.
  • the comprehensive two-dimensional GC and the comprehensive two-dimensional LC are collectively referred to as a comprehensive two-dimensional chromatograph.
  • the components in the sample gas or sample solution that have passed through the two-stage column are detected, and therefore the data output from the detector is one-line time-series data. Therefore, by plotting the data thus obtained in the order of occurrence, the same chromatogram as in normal GC, that is, the retention time is plotted on the horizontal axis and the signal intensity is plotted on the vertical axis, as shown in FIG. A one-dimensional chromatogram can be created.
  • tm is a modulation time
  • the chromatogram within the time tm is a chromatogram reflecting the component separation state in the secondary column.
  • FIG. 4B is an explanatory diagram of a data arrangement order when creating a two-dimensional chromatogram from the one-dimensional chromatogram data.
  • the range of the vertical axis of this graph is the modulation time tm, and the one-dimensional chromatogram data is sequentially plotted upward from the lower end (0) along the vertical axis (solid arrow in FIG. 4B).
  • Tm the operation moves to the right along the horizontal axis, returns to the lower end of the vertical axis (dotted line in FIG. 4B), and plots upward again along the vertical axis.
  • a two-dimensional chromatogram as shown in FIG. 4C can be created.
  • the signal intensity is indicated by contour lines.
  • FIG. 5 is an example of a two-dimensional chromatogram based on actually measured data in a comprehensive two-dimensional GC.
  • the signal intensity is expressed in a color scale (however, since the color cannot be drawn here, it is expressed in gray scale).
  • the horizontal axis in the two-dimensional chromatogram represents the boiling point order
  • the vertical axis represents the polarity order. Therefore, the analyst can easily understand the nature of each component based on the two-dimensional chromatogram, and even if the sample contains many components, what kind of components are included? It can be grasped intuitively.
  • GC Image As a data processing software for creating such a two-dimensional chromatogram, “GC Image” (see Non-Patent Document 1) provided by US GC Image LLC is well known. Yes.
  • Non-Patent Document 2 in order to identify and quantify various components in a sample containing a relatively large amount of contaminants, a comprehensive two-dimensional chromatograph having high separation performance as described above.
  • a mass spectrometer particularly a combination of a mass spectrometer capable of MS / MS analysis such as a triple quadrupole mass spectrometer and an ion trap time-of-flight mass spectrometer is useful.
  • a triple quadrupole mass spectrometer an ion having a specific mass-to-charge ratio derived from a compound is selected as a precursor ion, and various product ions generated by cleaving the precursor ion by collision-induced dissociation are comprehensively included.
  • FIG. 6 is an example of an MS / MS spectrum obtained by product ion scan measurement.
  • the peak of the precursor ion that is not actually detected is indicated by a dotted line.
  • precursor ion scan measurement for comprehensively examining precursor ions that generate specific product ions, and precursor ions and products that generate specific neutral fragments (neutral loss) by cleavage.
  • MS / MS analysis techniques such as neutral loss scan measurement for examining combinations of ions can also be implemented.
  • the triple quadrupole type Using a comprehensive two-dimensional chromatograph with a mass spectrometer as a detector, a number of compounds are sufficiently separated by time and mass-to-charge ratio, and product ion scan measurement and neutral loss scan measurement are performed. It is better to analyze the data collected by the above and grasp the difference in partial chemical structure.
  • MS / MS analysis in triple quadrupole mass spectrometers and ion trap time-of-flight mass spectrometers has become faster and the techniques have become more complex.
  • the mass-to-charge ratio and signal intensity of the peak appearing in the measured mass spectrum are automatically determined.
  • Some devices are equipped with a function to automatically select a precursor ion suitable for the conditions and perform a product ion scan measurement.
  • IDA Intelligent Data Acquisition or Information-Dependent Acquisition
  • Auto MS / MS and the like.
  • the present invention has been made in view of these problems, and its main purpose is the presence or absence of a compound that the analyst is focusing on or a compound that contains a chemical structure that is focused on, and when there are a plurality of such compounds.
  • its main purpose is the presence or absence of a compound that the analyst is focusing on or a compound that contains a chemical structure that is focused on, and when there are a plurality of such compounds.
  • by providing a comprehensive two-dimensional chromatographic data processing device that enables an analyst to intuitively understand information useful for compound identification and structural analysis, such as the approximate relationship of retention times of these compounds. is there.
  • the present invention provides a sample separated into components in the primary column and introduced into the secondary column at predetermined intervals, and further separated into components in the secondary column and then introduced into the detector.
  • a comprehensive two-dimensional chromatographic data processing device for processing data collected by a comprehensive two-dimensional chromatograph that detects each component, a) a chromatogram creation unit for creating a two-dimensional chromatogram based on the retention time in the primary column and the retention time in the secondary column based on the data collected by the comprehensive two-dimensional chromatograph; b) a condition input setting unit in which an analyst inputs and sets extraction conditions for selecting characteristic data among data collected by a comprehensive two-dimensional chromatograph; c) It is determined whether or not the data collected by the comprehensive two-dimensional chromatograph meets the extraction condition input and set by the condition input setting unit.
  • a superimposed display processing unit that superimposes and displays a predetermined marker at a position corresponding to the retention time at which the data was acquired on the dimensional chromatogram; It is
  • the “comprehensive two-dimensional chromatograph” may be either a comprehensive two-dimensional gas chromatograph or a comprehensive two-dimensional liquid chromatograph.
  • the analyst can select, for example, a compound of interest by using the condition input setting unit in advance (that is, before the analysis by the comprehensive two-dimensional chromatograph) or before the data analysis processing after data collection.
  • Characteristic data for example, a characteristic signal intensity pattern
  • the condition input setting unit can input and set extraction conditions for selecting a plurality of different types of characteristic data.
  • the superimposed display processing unit determines whether or not the above-described extraction condition is satisfied with respect to data sequentially obtained with the passage of time by a comprehensive two-dimensional chromatograph.
  • the holding time at which the data is acquired is checked, and a predetermined marker is superimposed and displayed at a position corresponding to the holding time on the two-dimensional chromatogram. Therefore, the analyst can visually confirm on the two-dimensional chromatogram the retention time at which the compound satisfying the extraction condition set by himself / herself appears.
  • the same marker is superimposed and displayed at a plurality of positions on the two-dimensional chromatogram. Can be understood at a glance.
  • the superimposed display processing unit individually determines whether the collected data meets the extraction conditions for each extraction condition, and When there is data to be performed, markers having different shapes (or colors, etc.) may be superimposed on the two-dimensional chromatogram according to the extraction conditions.
  • the detector changes the third dimension which is any one of mass-to-charge ratio, wavelength, or time other than holding time.
  • the extraction condition can include a value related to the third dimension.
  • the third dimension is the mass-to-charge ratio when using a mass spectrometer as the detector, and the third dimension when using an ultraviolet-visible spectroscopic detector, a photodiode detector, a fluorescence spectroscopic detector, or the like as the detector.
  • the dimension is a wavelength, and when using an ion mobility meter or the like as a detector, the third dimension is time.
  • the third dimension is an element that can separate different components. Therefore, even when the plurality of components in the sample cannot be sufficiently separated by the two-stage column, the plurality of overlapping components can be separated by the third dimension when detected by the detector.
  • the detector is a mass spectrometer capable of MS n (n is an integer of 2 or more) analysis, and the extraction condition is determined by MS n analysis performed in the mass spectrometer. It can be set as the structure which is the conditions for determining the information extracted from the spectrum data obtained.
  • the mass spectrometer is a triple quadrupole mass spectrometer or an ion trap time-of-flight mass spectrometer, and MS 2 analysis (normal mass analysis without ion cleavage) MS 2 according to predetermined measurement conditions. or repeated analysis can be automatically assumed that repeated or automated MS 2 analysis of running the MS 2 analysis when certain conditions are met in accordance with the MS 1 analysis results (mass spectrum).
  • MS 2 analysis normal mass analysis without ion cleavage
  • MS 2 analysis normal mass analysis without ion cleavage
  • the extraction conditions are such that a peak at a specific mass-to-charge ratio on the spectrum is observed, and a specific neutral loss corresponding to the mass-to-charge difference with the precursor ion is observed.
  • the elution position of the compound having the partial chemical structure can be displayed on the two-dimensional chromatogram.
  • the elution position of a compound from which data satisfying the conditions set by the analyst is obtained is displayed superimposed on the two-dimensional chromatogram.
  • a person can confirm at a glance whether or not a compound of interest or a compound containing a chemical structure of interest exists in the sample.
  • the elution position of these compounds that is, the approximate relationship between retention times, is correlated with the distribution of the two-dimensional peak on the two-dimensional chromatogram and intuitively grasped. can do.
  • the schematic block diagram of one Example of the comprehensive two-dimensional GC system provided with the data processing apparatus for comprehensive two-dimensional chromatographs concerning this invention Explanatory drawing of the display process in the comprehensive two-dimensional GC system of a present Example.
  • Example of one-dimensional chromatogram based on data collected by comprehensive two-dimensional GC (a) Explanatory diagram (b) of data arrangement when creating a two-dimensional chromatogram based on one-dimensional chromatogram data, and two-dimensional
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a comprehensive two-dimensional GC system according to the present embodiment
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of display processing in the comprehensive two-dimensional GC system of the present embodiment
  • FIG. 3 is a comprehensive two-dimensional GC of the present embodiment. It is a figure which shows an example of the two-dimensional chromatogram displayed in a system.
  • the GC unit 1 is eluted from the sample introduction unit 11 and the primary column 12 including a primary column 12 and a sample vaporization chamber for introducing a sample gas into the primary column 12.
  • a high-speed modulator having a separation characteristic (typically different polarity) different from that of the primary column 12 and a modulator 13 that collects components (compounds) to be collected at regular time intervals (modulation time tm) and compresses them in time.
  • the sample gas containing the components separated in the secondary column 14 is introduced into the mass spectrometer 2 capable of MS n analysis, and detection signals corresponding to the compounds are sequentially output from the mass spectrometer 2 to the data processing unit 3.
  • the mass spectrometer 2 is a triple quadrupole mass spectrometer in which a quadrupole mass filter is arranged before and after the collision cell, and the specific selected by the previous quadrupole mass filter. Ions having a mass-to-charge ratio (precursor ion) are cleaved by collision-induced dissociation in the collision cell, and ions having a specific mass-to-charge ratio among the various product ions generated thereby are separated by a quadrupole mass filter in the subsequent stage. Can be selected and detected.
  • the data processing unit 3 collects and stores data sequentially output from the mass spectrometer 2 as time passes, and based on the data stored in the data storage unit 31, a two-dimensional chromatogram.
  • a two-dimensional chromatogram creation unit 32 that creates a gram
  • a mass spectrum creation unit 33 that creates a mass spectrum (including MS / MS spectra) based on the data stored in the data storage unit 31, and an input set by an analyst
  • An extraction condition storage unit 34 for storing the extracted compound extraction conditions, and a peak or a mass difference between the peaks that matches the compound extraction conditions stored in the extraction condition storage unit 34 with respect to the mass spectrum.
  • Extraction condition suitability determination unit 35 for extracting a spectrum, and time when the mass spectrum extracted by the extraction condition suitability determination unit 35 is acquired It includes a condition-satisfying information superimposed display unit 36 for displaying the corresponding position superimposed on the two-dimensional chromatogram as a marker, as functional blocks.
  • each unit included in the GC unit 1 and the mass spectrometer 2 is controlled by the analysis control unit 4.
  • the main control unit 5 connected to the operation unit 6 and the display unit 7 as a user interface controls the entire system in addition to input / output control.
  • the main control unit 5, the analysis control unit 4 and the data processing unit 3 use a personal computer as a hardware resource and execute dedicated control / processing software installed in the personal computer in advance on the computer. Each function can be realized.
  • the sample introduction unit 11 introduces a sample to be analyzed into a carrier gas sent to the primary column 12 at a substantially constant flow rate in response to an instruction from the analysis control unit 4.
  • this sample contains a large number of compounds.
  • Various compounds contained in the sample are separated while passing through the primary column 12 that has been temperature-controlled according to a predetermined temperature raising program, and are eluted with a time lag. At this point in time, not all compounds are sufficiently separated, and compounds with a retention time in the primary column 12 that are close to each other are eluted together (in a mixed state).
  • the modulator 13 repeats the operation of collecting all the compounds eluted from the primary column 12 over the modulation time tm, compressing them in time, and sending them to the secondary column 14 with a very narrow bandwidth. Therefore, the compound eluted from the primary column 12 is sent to the secondary column 14 without leakage.
  • the plurality of compounds fed at every modulation time tm are separated and eluted in the time direction with high resolution when passing through the secondary column 14, and are introduced into the mass spectrometer 2 in the order of elution.
  • Mass spectrum data over a predetermined mass-to-charge ratio range is obtained from time to time (see FIG. 2).
  • the data storage unit 31 collects and stores the mass spectrum data sequentially obtained with the passage of time.
  • a one-dimensional total ion chromatogram as shown in FIG. 4A is created by arranging the ion intensity signals obtained by adding the obtained ion intensities in time series for each scan measurement. be able to.
  • the analyst uses the operation unit 6 in advance to operate the target precursor ion.
  • the measurement conditions such as the mass-to-charge ratio and the measurement time range are set, and the start of analysis is instructed.
  • the analysis control unit 4 controls the mass spectrometer 2 to perform MS / MS analysis in accordance with the set measurement conditions, and as a result, the set ions are set as precursor ions in the set measurement time range.
  • the product ion scan measurement is repeated, and MS / MS spectrum data corresponding to each measurement is obtained.
  • precursor ion selection conditions such as a signal intensity threshold are set in advance by the operation unit 6. Then, the mass spectrometer 2 converts the ions into precursor ions following the scan measurement only when ions that match the precursor ion selection conditions set based on the mass spectrum obtained by the normal scan measurement are detected. The set product ion scan measurement is repeated a predetermined number of times.
  • MS / MS analysis such as product ion scan measurement, precursor ion scan measurement, and neutral scan measurement is performed, in addition to mass spectrum data, MS / MS over a predetermined mass-to-charge ratio range. Spectral data is obtained (see FIG. 2).
  • the data storage unit 31 also stores the MS / MS spectrum data obtained with the passage of time together with the mass spectrum data.
  • Compound extraction conditions are set for the compound of interest that is to be displayed superimposed on the two-dimensional chromatogram.
  • the compound extraction conditions include, for example, the mass-to-charge ratio value of one or more peaks observed on the MS / MS spectrum, the lower limit value of the signal intensity of the peak, and the precursor ion in the MS / MS spectrum.
  • Various values related to the mass spectrum and the MS / MS spectrum such as a neutral loss value corresponding to the mass difference, can be used.
  • not only one compound extraction condition but a plurality of compound extraction conditions can be set.
  • the set compound extraction conditions are stored in the extraction condition storage unit 34.
  • the two-dimensional chromatogram creation unit 32 reads all the mass spectrum data from the data storage unit 31 and performs measurement. The added value of the ion intensity is calculated for each time point, that is, for each mass spectrum. As shown in FIG. 4B, the retention time in the primary column 12 is plotted on the horizontal axis, and the retention time in the secondary column 14 is plotted on the vertical axis. Then, a two-dimensional total ion chromatogram representing the added value (signal intensity) of the ion intensity on a color scale is created. This is a process that has been performed conventionally, and can be realized by using existing software such as “GC ⁇ Image ”described above. As a result, a two-dimensional chromatogram as shown in FIG. 3 or FIG. 4C is created.
  • the mass spectrum creation unit 33 reads the mass spectrum data and / or MS / MS spectrum data from the data storage unit 31 and creates the mass spectrum and / or the MS / MS spectrum. .
  • the extraction condition suitability determination unit 35 reads the compound extraction conditions stored in the extraction condition storage 34, and as shown in FIG. 2, whether there is a peak or the like that matches the compound extraction conditions in each mass spectrum or MS / MS spectrum. Determine whether or not. Then, a mass spectrum and / or MS / MS spectrum in which a peak suitable for the compound extraction condition is observed is derived from the compound that the analyst pays attention to, that is, a spectrum in which the structural information of the compound is reflected. To be extracted. When multiple types of compound extraction conditions are set, a mass spectrum or MS / MS spectrum suitable for each compound extraction condition is extracted.
  • the condition conformity information superimposing display unit 36 displays the retention times (the retention time in the primary column 12 and the retention time in the secondary column 14) corresponding to the mass spectrum and the MS / MS spectrum extracted by the extraction condition conformity determination unit 35, respectively. Identify. Then, on the two-dimensional chromatogram created by the two-dimensional chromatogram creation unit 32, a marker having a different mode (shape, color, etc.) for each compound extraction condition is superimposed on the specified retention time position. Then, the two-dimensional chromatogram on which the marker is superimposed is displayed on the screen of the display unit 7 through the main control unit 5.
  • FIG. 3 a two-dimensional chromatogram as shown in FIG. 3 is displayed on the screen of the display unit 7.
  • markers corresponding to two types of compound extraction conditions a marker indicated by “ ⁇ ” and a marker indicated by “ ⁇ ”, are superimposed on the two-dimensional chromatogram.
  • the analyst can easily grasp the retention time at which a compound that meets the compound extraction conditions specified by the analyst appears.
  • the signal intensity is displayed in a color scale (in this case, the color cannot be expressed, so the gray scale is displayed in gray), but a marker is superimposed on a two-dimensional chromatogram representing the signal intensity with contour lines. You may make it display.
  • the total ion chromatogram based on the normal mass analysis result is a two-dimensional chromatogram.
  • a two-dimensional chromatogram may be created based on the data. For example, each mass spectrum is subjected to mass defect filter processing that selects only ions derived from a certain substance and ions with a fractional decimal point of the mass-to-charge ratio.
  • a two-dimensional chromatogram may be created using the spectrum. This is effective, for example, when detecting an unexpected metabolite from a certain substance and detecting ions derived from the metabolite with high sensitivity by eliminating the influence of impurities.
  • isotopic filter processing that selects ions based on the intensity ratio of monoisotopic ion peak and isotope ion peak for each mass spectrum obtained by repeating normal mass spectrometry
  • a two-dimensional chromatogram may be created using the mass spectrum after narrowing down the ions. This is effective when detecting ions derived from a specific substance labeled with a labeling reagent such as deuterium or carbon isotopes ( 13 C, 14 C) with high sensitivity.
  • a total ion chromatogram based on the MS / MS analysis result (for example, an addition value of the ion intensity of the product ion spectrum in a predetermined mass-to-charge ratio range).
  • (Based chromatogram) may be a two-dimensional chromatogram. At this time, instead of creating a two-dimensional chromatogram from a simple MS / MS spectrum (that is, a spectrum reflecting the obtained data without omission), it corresponds to a peak having a specific mass-to-charge ratio or a specific neutral loss.
  • a two-dimensional chromatogram may be created from a spectrum or the like. That is, if it is created based on mass spectral data or MS / MS spectral data obtained by comprehensive two-dimensional GC / MS analysis performed on the sample, the signal intensity value of the two-dimensional chromatogram is The information to be displayed is not particularly limited.
  • a triple quadrupole mass spectrometer is used as a comprehensive two-dimensional chromatograph detector.
  • a comprehensive two-dimensional chromatograph using a detector other than a mass spectrometer is used.
  • the present invention can also be applied.
  • a photodiode detector or the like may be used as a detector, and such a detector can repeatedly obtain signal intensity (such as absorbance) over a predetermined wavelength range. Therefore, for example, by setting a compound extraction condition to have a peak at a specific wavelength and extracting a wavelength spectrum that matches the compound extraction condition, analysis is performed on the two-dimensional chromatogram as described above. A marker can be displayed in a superimposed manner at the position (holding time) of the compound focused on by the person.
  • the ion mobility meter is arranged between the GC unit and the mass spectrometer
  • data indicating the relationship between the travel time and the signal intensity can be collected in the ion mobility meter. Therefore, in the spectrum indicating the relationship between the movement time and the signal intensity, for example, setting a compound extraction condition to have a peak at a specific movement time, and extracting a spectrum that matches the compound extraction condition,
  • a marker can be superimposed on the position (retention time) of the compound focused on by the analyst on the two-dimensional chromatogram.
  • both the marker based on the result of the ion mobility meter and the marker based on the result of the mass spectrometer may be superimposed and displayed on one two-dimensional chromatogram.

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Abstract

　２次元クロマトグラム作成部（３２）は包括的２次元GC/MS分析により収集されたデータに基づき２次元クロマトグラムを作成する。抽出条件適合判定部（３５）は、分析の過程で得られたMS/MSスペクトルが、予め記憶部（３４）に格納されている、例えばMS/MSスペクトル上での特定のピークといった化合物抽出条件に適合しているか否かを判定し、適合しているスペクトルを抽出する。該スペクトルは分析者が着目する化合物の部分構造を反映していると考えられる。そこで、条件適合情報重畳表示部（３６）は２次元クロマトグラム上で抽出されたスペクトルの保持時間の位置に、化合物抽出条件毎に相違するマーカーを重畳表示する。これにより、分析者は着目する化合物の有無や出現位置を２次元クロマトグラム上で直感的に把握することができる。

Description

包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置
　本発明は、包括的（Comprehensive）２次元ガスクロマトグラフ（ＧＣ）や包括的２次元液体クロマトグラフ（ＬＣ）などで収集されたデータを処理する包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置に関し、さらに詳しくは、検出器として、質量分析計、イオン移動度計、或いはフォトダイオード検出器など、保持時間以外の別のディメンジョン（例えば質量電荷比、移動時間、波長など）と信号強度との関係が得られる検出器を用いた包括的２次元クロマトグラフで得られたデータを処理して表示するためのデータ処理装置に関する。
　ガスクロマトグラフィ分析手法の一つとして、包括的２次元ＧＣ、或いは、ＧＣ×ＧＣ、と呼ばれる手法が知られている（特許文献１など参照）。
　包括的２次元ＧＣでは、目的試料に含まれる各種成分を１次元目のカラム（以下「１次カラム」という）でまず分離し、その溶出成分をモジュレータに導入する。モジュレータは、導入された成分を一定時間間隔（通常、数秒～十数秒程度、以下、この時間間隔を「モジュレーション時間」という））毎に捕集した後にごく狭い時間バンド幅で離脱させ、２次元目のカラム（以下「２次カラム」という）に導入する、という操作を繰り返す。一般に、１次カラムでは、通常のＧＣと同様の又は通常のＧＣよりもやや緩慢な溶出が行えるような分離条件で以て成分分離が行われる。これに対し、２次カラムには１次カラムとは異なる極性で且つ短く内径が小さいカラムが使用され、決められたモジュレーション時間内に溶出が終了するような条件で以て成分分離が行われる。
　このようにして包括的２次元ＧＣでは、１次カラムで分離されずにピークが重なり合っている複数の成分を２次カラムにおいて分離することができ、通常のＧＣに比べて分離性能が大幅に向上する。このため、包括的２次元ＧＣは、保持時間が近い化合物を多数含むような試料の分析、例えばディーゼル燃料の炭化水素分析などに非常に威力を発揮する。
　また、液体クロマトグラフィ分析においても、上記包括的２次元ＧＣと同様に、分離特定が異なる２段のカラムを用いた包括的２次元ＬＣ或いはＬＣ×ＬＣと呼ばれる手法が知られている。本明細書では、包括的２次元ＧＣと包括的２次元ＬＣとを合わせて包括的２次元クロマトグラフと呼ぶ。
　これら包括的２次元クロマトグラフでは、２段のカラムを通過した試料ガス又は試料溶液中の成分を検出するので、検出器から出力されるデータは１系統の時系列順のデータである。そのため、こうして得られたデータを発生順にプロットすることで、通常のＧＣと同様のクロマトグラム、つまりは保持時間を横軸、信号強度を縦軸にとった、図４（ａ）に示すような１次元クロマトグラムを作成することができる。図４（ａ）において、ｔmはモジュレーション時間であり、このｔmの時間内のクロマトグラムが２次カラムにおける成分分離状態を反映したクロマトグラムである。
　上述したように包括的２次元クロマトグラフでは、多くの場合、２つのカラムの分離特性は相違するため、各カラムでの分離状態をそれぞれ分かり易く示すために、１次カラムにおける保持時間と２次カラムにおける保持時間とをそれぞれ直交する２軸とし、信号強度を等高線やカラースケール或いはグレイスケールで表した２次元クロマトグラムが作成される。図４（ｂ）は、１次元クロマトグラムデータから２次元クロマトグラムを作成する際のデータ配列順序の説明図である。このグラフの縦軸の範囲はモジュレーション時間ｔmであり、１次元クロマトグラムデータを縦軸に沿って下端（０）から上方向に順次プロットしてゆき（図４（ｂ）中の実線の矢印）、ｔmに達すると横軸に沿って右方向に移動するとともに縦軸の下端に戻り（図４（ｂ）中の点線）、再び縦軸に沿って上方向にプロットするという操作を繰り返す。これにより、図４（ｃ）に示すような２次元クロマトグラムを作成することができる。図４（ｃ）では、信号強度は等高線で示されている。
　図５は包括的２次元ＧＣにおける実測データに基づく２次元クロマトグラムの一例である。この例では、信号強度はカラースケールで表されている（ただし、ここではカラーを描出できないので、グレイスケールで表現されている）。時間経過に伴ってカラムの温度を上昇させる昇温分析の場合には、２次元クロマトグラムにおける横軸は沸点順を表し、縦軸は極性順を表す。そのため、分析者は、２次元クロマトグラムに基づいて各成分の性質を容易に理解することができ、試料に多数の成分が含まれている場合でも、どのような成分が含まれているのかを直感的に把握することができる。
　なお、こうした２次元クロマトグラムを作成するためのデータ処理ソフトウエアとしては、米国ジーシー・イメージ（GC Image LLC）社が提供している「GC Image」（非特許文献１参照）がよく知られている。
　非特許文献２に開示されているように、夾雑物が比較的多く含まれる試料中の各種成分の同定や定量を行うためには、上述したように高い分離性能を有する包括的２次元クロマトグラフと質量分析装置、特に、三連四重極型質量分析装置やイオントラップ飛行時間型質量分析装置などのＭＳ／ＭＳ分析が可能である質量分析装置との組み合わせが有用である。例えば三連四重極型質量分析装置では、化合物由来の特定の質量電荷比を有するイオンをプリカーサイオンとして選択し、該プリカーサイオンを衝突誘起解離により開裂させて生成した各種プロダクトイオンを網羅的に、つまりはスキャン測定によって検出することができる。これはプロダクトイオンスキャン測定と呼ばれるＭＳ／ＭＳ分析手法であり、特定の化学構造における様々な部位の結合が切れた断片（イオン種）を調べることができる。
　図６はプロダクトイオンスキャン測定によって得られるＭＳ／ＭＳスペクトルの一例である。図６では、実際には検出されないプリカーサイオンのピークを点線で示している。
　三連四重極型質量分析装置では、このほか、特定のプロダクトイオンを生じるプリカーサイオンを網羅的に調べるプリカーサイオンスキャン測定や、開裂によって特定の中性断片（ニュートラルロス）を生じるプリカーサイオンとプロダクトイオンの組み合わせを調べるニュートラルロススキャン測定などのＭＳ／ＭＳ分析手法も実施可能である。
　そこで、例えば薬毒物のスクリーニングなど、化学構造が比較的類似している（例えば基本骨格が同じで置換基のみが相違する）多数の化合物を一斉に同定したい場合には、三連四重極型質量分析計を検出器とした包括的２次元クロマトグラフを用い、多数の化合物を時間的に且つ質量電荷比によって十分に分離したうえでプロダクトイオンスキャン測定やニュートラルロススキャン測定などを実施し、それによって収集したデータを解析処理して部分的な化学構造の相違を把握するとよい。
　近年、三連四重極型質量分析装置やイオントラップ飛行時間型質量分析装置におけるＭＳ／ＭＳ分析は高速化が進み、その手法も複雑になってきている。例えば、予め設定された質量電荷比を有するプリカーサイオンに対するプロダクトイオンスキャン測定を行うのではなく、実測したマススペクトルに現れているピークの質量電荷比や信号強度などを自動的に判定し、所定の条件に適合したプリカーサイオンを自動的に選択してプロダクトイオンスキャン測定を実施するような機能が搭載された装置もある。こうした機能は、例えばＩＤＡ（Intelligent Data Acquisition 又は Information-Dependent Acquisitionなど）、オートＭＳ／ＭＳなどとして知られている。
特開２０１１－１２２８２２号公報
「GC Image　GCxGC Software」、[online]、米国GC Image LLC社、［平成２５年８月２３日検索］、インターネット＜URL : http://www.gcimage.com/gcxgc/index.html＞ 「GC×GCシステム」、[online]、株式会社島津製作所、［平成２５年８月２３日検索］、インターネット＜URL : http://www.an.shimadzu.co.jp/gcms/gcxgc/apl.htm＞
　上記のような包括的２次元クロマトグラフ三連四重極型質量分析装置を用いた分析では、例えば図５に示したような包括的２次元クロマトグラムのほかに、多数の、多い場合には数千ものＭＳ／ＭＳスペクトルが得られる。また、上述したＩＤＡなどの自動的にＭＳ／ＭＳスペクトルを取得する機能を利用した場合には、得られたＭＳ／ＭＳスペクトルのプリカーサイオンの質量電荷比自体を分析者が把握しているわけではない。こうしたことから、目的とする化合物の構造情報を含むＭＳ／ＭＳスペクトルを見つけるだけでも分析者にとってはかなり面倒で手間の掛かる作業である。また、２次元クロマトグラムや個々のスペクトルを見ても、分析者が着目している部分化学構造を有する化合物が存在するか否かなどを把握するのはかなり困難である。
　本発明はこうした課題に鑑みて成されたものであり、その主な目的は、分析者が着目している化合物或いは着目している化学構造を含む化合物などの有無や、そうした化合物が複数ある場合にそれら化合物の保持時間の概略的な関係など、化合物の同定や構造解析に有用な情報を分析者が直感的に把握することができる包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置を提供することである。
　上記課題を解決するためになされた本発明は、１次カラムで成分分離した試料を所定時間毎に区切って２次カラムに導入し、該２次カラムでさらに成分分離したあとに検出器に導入して各成分を検出する包括的２次元クロマトグラフにより収集されたデータを処理する包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置であって、
　a)包括的２次元クロマトグラフにより収集されたデータに基づいて、１次カラムにおける保持時間と２次カラムにおける保持時間とをそれぞれ軸とした２次元クロマトグラムを作成するクロマトグラム作成部と、
　b)包括的２次元クロマトグラフにより収集されたデータの中で特徴的なデータを選択するための抽出条件を分析者が入力設定する条件入力設定部と、
　c)包括的２次元クロマトグラフにより収集された前記データに対して前記条件入力設定部により入力設定された抽出条件に適合するか否かを判定し、適合するデータが存在した場合に、前記２次元クロマトグラム上で、そのデータが取得された保持時間に対応する位置に所定のマーカーを重畳表示する重畳表示処理部と、
　を備えることを特徴としている。
　ここで、「包括的２次元クロマトグラフ」は、包括的２次元ガスクロマトグラフ、包括的２次元液体クロマトグラフのいずれでもよい。
　本発明に係るデータ処理装置において、分析者は、予め（つまり包括的２次元クロマトグラフによる分析実行前に）又はデータ収集後のデータ解析処理前に、条件入力設定部により、例えば着目する化合物に特徴的であるデータ（例えば特徴的な信号強度のパターンなど）を抽出条件として入力設定する。なお、条件入力設定部では、異なる種類の複数の特徴的なデータを選択するための抽出条件を入力設定することが可能である。
　重畳表示処理部は、包括的２次元クロマトグラフにより時間経過に伴って順次得られたデータに対し、上記抽出条件に適合するか否かを判定する。そして、適合するデータが存在した場合には該データが取得された保持時間を調べ、２次元クロマトグラム上でその保持時間に対応する位置に所定のマーカーを重畳表示する。したがって、分析者は自分が設定した抽出条件を満たす化合物が出現する保持時間を、２次元クロマトグラム上で視覚的に確認することができる。また、或る抽出条件を満たす化合物が複数存在する場合には、２次元クロマトグラム上で複数の位置に同じマーカーが重畳表示されるから、分析者は、その複数の化合物の保持時間の関係などを一目で把握することができる。
　なお、条件入力設定部で複数の抽出条件が設定された場合には、重畳表示処理部はその抽出条件毎に個別に、収集されたデータが抽出条件に適合するか否かを判定し、適合するデータがそれぞれ存在した場合に、その抽出条件に応じて異なる形状（又は色など）のマーカーを２次元クロマトグラムに重畳表示するとよい。
　本発明に係る包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置の一態様として、上記検出器は、質量電荷比、波長、又は、保持時間以外の時間のいずれかである第３のディメンジョンを変化させたときの信号強度を繰り返し取得する検出器であり、上記抽出条件は、第３のディメンジョンに関連した値を含む構成とすることができる。具体的には、検出器として質量分析装置を用いるときには第３のディメンジョンは質量電荷比であり、検出器として紫外可視分光検出器やフォトダイオード検出器、蛍光分光検出器などを用いるときには第３のディメンジョンは波長であり、検出器としてイオン移動度計などを用いるときには第３のディメンジョンは時間である。
　いずれの場合でも第３のディメンジョンは異なる成分を分離可能な要素である。したがって、試料中の複数の成分が２段のカラムで十分に分離できなかった場合でも、重なっている複数の成分を検出器において検出する際に第３のディメンジョンによって分離することができる。
　典型的な一実施形態として、上記検出器はＭＳn（ｎは２以上の整数）分析が可能である質量分析装置であり、上記抽出条件は、該質量分析装置で実施されるＭＳn分析によって得られるスペクトルデータから抽出される情報を判定するための条件である構成とすることができる。
　例えば質量分析装置は三連四重極型質量分析装置やイオントラップ飛行時間型質量分析装置であり、予め定められた測定条件に従ってＭＳ1分析（イオン開裂を伴わない通常の質量分析）とともにＭＳ2分析を繰り返したり、ＭＳ1分析の結果（マススペクトル）に従って或る条件が満たされた場合に自動的にＭＳ2分析を実行するという自動ＭＳ2分析を繰り返したりするものとすることができる。この場合、測定条件の内容に応じて、例えば特定のプリカーサイオンを開裂させたときのプロダクトイオンスペクトルや開裂によって特定のプロダクトイオンを生じるプリカーサイオンスペクトルなどが複数得られる。そこで、そうしたスペクトル上の特定の質量電荷比におけるピークが観測されること、プリカーサイオンとの質量電荷比差に相当する特定のニュートラルロスが観測されること、などを抽出条件とすることで、着目する部分化学構造を有する化合物の溶出位置を２次元クロマトグラム上に表示させるようにすることができる。
　本発明に係る包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置によれば、分析者が入力設定した条件を満たすデータが得られる化合物の溶出位置が２次元クロマトグラム上に重ねて表示されるので、分析者は着目している化合物や着目している化学構造を含む化合物などが試料中に存在するか否かを一目で確認することができる。また、着目する化合物が複数ある場合に、それら化合物の溶出位置、つまりは保持時間の概略的な関係などを２次元クロマトグラム上の２次元的なピークの分布状況と関連付けて、直感的に把握することができる。
本発明に係る包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置を備えた包括的２次元ＧＣシステムの一実施例の概略構成図。 本実施例の包括的２次元ＧＣシステムにおける表示処理の説明図。 本実施例の包括的２次元ＧＣシステムにおいて表示される２次元クロマトグラムの一例を示す図。 包括的２次元ＧＣにより収集されるデータに基づく１次元クロマトグラムの一例（ａ）、１次元クロマトグラムデータに基づき２次元クロマトグラムを作成する際のデータ配置の説明図（ｂ）、及び２次元クロマトグラムの一例を示す図（ｃ）。 一般的な包括的２次元ＧＣにおける２次元クロマトグラムの一例を示す図。 プロダクトイオンスキャン測定で得られるＭＳ／ＭＳスペクトルの一例を示す図。
　以下、本発明に係る包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置を用いた包括的２次元ＧＣシステムの一実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は本実施例による包括的２次元ＧＣシステムの概略構成図、図２は本実施例の包括的２次元ＧＣシステムにおける表示処理の説明図、図３は本実施例の包括的２次元ＧＣシステムにおいて表示される２次元クロマトグラムの一例を示す図である。
　本実施例の包括的２次元ＧＣシステムにおいて、ＧＣ部１は、１次カラム１２、該１次カラム１２に試料ガスを導入する試料気化室などを含む試料導入部１１、１次カラム１２から溶出する成分（化合物）を一定時間（モジュレーション時間ｔm）間隔で捕集し時間的に圧縮して送り出すモジュレータ１３、及び、１次カラム１２とは異なる分離特性（典型的には異なる極性）を有する高速分離可能な２次カラム１４、を含む。２次カラム１４で分離された成分を含む試料ガスはＭＳn分析が可能である質量分析計２に導入され、該質量分析計２から化合物に応じた検出信号がデータ処理部３に順次出力される。
　図示しないが、質量分析計２は、コリジョンセルを挟んで前後にそれぞれ四重極マスフィルタを配置した三連四重極型の質量分析計であり、前段四重極マスフィルタで選択された特定の質量電荷比を有するイオン（プリカーサイオン）をコリジョンセル内で衝突誘起解離により開裂させ、それにより生成された各種のプロダクトイオンのうちの特定の質量電荷比を有するイオンを後段四重極マスフィルタで選択して検出することができる。
　データ処理部３は、上述したように質量分析計２から時間経過に従い順次出力されたデータを収集して記憶するデータ記憶部３１と、データ記憶部３１に格納されたデータに基づいて２次元クロマトグラムを作成する２次元クロマトグラム作成部３２と、データ記憶部３１に格納されたデータに基づいてマススペクトル（ＭＳ／ＭＳスペクトルも含む）を作成するマススペクトル作成部３３と、分析者により入力設定された化合物抽出条件を記憶しておく抽出条件記憶部３４と、マススペクトルに対し抽出条件記憶部３４に格納されている化合物抽出条件に適合するピークやピーク間質量差などを探索し該当するマススペクトルを抽出する抽出条件適合判定部３５と、抽出条件適合判定部３５で抽出されたマススペクトルが取得された時間に対応する位置をマーカーとして２次元クロマトグラム上に重畳して表示する条件適合情報重畳表示部３６と、を機能ブロックとして含む。
　ＧＣ部１に含まれる各部及び質量分析計２の動作は、分析制御部４により制御される。また、ユーザインターフェイスとしての操作部６や表示部７が接続された主制御部５は、入出力制御のほか、システム全体の制御を司る。なお、この主制御部５、分析制御部４、データ処理部３は、パーソナルコンピュータをハードウエア資源とし、そのパーソナルコンピュータに予めインストールされた専用の制御・処理ソフトウエアを該コンピュータで実行することによりそれぞれの機能が実現されるようにすることができる。
　上記包括的２次元ＧＣシステムにおいて、ＧＣ部１及び質量分析計２で実施される試料に対する分析動作、つまりデータ収集動作を概略的に説明する。
　ＧＣ部１において、試料導入部１１は分析制御部４からの指示に応じて、１次カラム１２に略一定流量で送られるキャリアガス中に分析対象である試料を導入する。通常、この試料には多数の化合物が含まれる。該試料に含まれる各種化合物は、所定の昇温プログラムに従って温調された１次カラム１２を通過する間に分離されて時間的にずれて溶出する。この時点では全ての化合物が十分に分離されているとは限らず、１次カラム１２での保持時間が近い化合物は重なって（混じった状態で）溶出する。
　モジュレータ１３はモジュレーション時間ｔmに亘り１次カラム１２から溶出してくる化合物を全て捕集し、時間圧縮してきわめて狭いバンド幅で２次カラム１４へ送り込む、という操作を繰り返す。したがって、１次カラム１２から溶出した化合物は漏れなく２次カラム１４へ送り込まれる。モジュレーション時間ｔm毎に送り込まれた複数の化合物は２次カラム１４を通過する際に高い分解能で以て時間方向に分離されて溶出し、溶出した順に質量分析計２に導入される。
　質量分析計２において通常の、つまりコリジョンセル内でのイオンの開裂を伴わないスキャン測定（一般的には前段四重極マスフィルタではイオン選択を行わず、後段四重極マスフィルタでのみイオン選択を実施）を行うと、所定の質量電荷比範囲に亘るマススペクトルデータが時間経過に伴い時々刻々と得られる（図２参照）。データ処理部３においてデータ記憶部３１はこうして時間経過に伴って順次得られるマススペクトルデータを収集して記憶する。１回のスキャン測定毎に、得られるイオン強度を加算することで得られるイオン強度信号を時系列順に並べることで、図４（ａ）に示したような１次元のトータルイオンクロマトグラムを作成することができる。
　試料に含まれる化合物の化学構造が比較的複雑であって、例えば分子量が同一で化学構造が相違する構造異性体や位置異性体があるような場合には、化合物を同定するために化合物の断片構造を調べる必要があり、そのためにはプロダクトイオンスキャン測定、プリカーサイオンスキャン測定、或いはニュートラルロススキャン測定などのＭＳ／ＭＳ（＝ＭＳ2）分析が実施される。
　例えば或る特定のプリカーサイオンに対するプロダクトイオンスキャン測定を所定の測定時間範囲（もちろん全測定時間範囲でもよい）に亘り繰り返し行いたい場合には、分析者は予め操作部６により、ターゲットであるプリカーサイオンの質量電荷比及び測定時間範囲などの測定条件を設定しておき、分析開始を指示する。すると、分析制御部４は設定された測定条件に従ったＭＳ／ＭＳ分析を実施するように質量分析計２を制御し、その結果、設定された測定時間範囲においては設定されたイオンをプリカーサイオンとしたプロダクトイオンスキャン測定が繰り返し実施され、各測定に対応したＭＳ／ＭＳスペクトルデータが得られる。
　また、自動ＭＳ／ＭＳ機能を利用する場合には、プリカーサイオンの質量電荷比を設定する代わりに、例えば信号強度の閾値などのプリカーサイオン選択条件を操作部６により予め設定しておく。すると、質量分析計２では、通常のスキャン測定によって得られたマススペクトルに基づき設定されたプリカーサイオン選択条件に適合するイオンが検出されたときにのみ、スキャン測定に引き続いて該イオンをプリカーサイオンに設定したプロダクトイオンスキャン測定を所定回数だけ繰り返し実行する。
　いずれにしても、プロダクトイオンスキャン測定、プリカーサイオンスキャン測定、ニュートラルスキャン測定などのＭＳ／ＭＳ分析が実施された場合には、マススペクトルデータのほかに、所定の質量電荷比範囲に亘るＭＳ／ＭＳスペクトルデータが得られる（図２参照）。データ記憶部３１はこうして時間経過に伴って得られるＭＳ／ＭＳスペクトルデータもマススペクトルデータとともに記憶する。
　上述したようにして試料に対する１回の包括的２次元ＧＣ／ＭＳ分析が終了した後、又は該分析の実行前の適宜の時点において、分析者は、操作部６において所定の操作を行うことで、２次元クロマトグラム上に重ねて表示したい着目する化合物についての化合物抽出条件を設定する。化合物抽出条件としては、具体的には、例えば、ＭＳ／ＭＳスペクトル上で観測される１乃至複数のピークの質量電荷比値や該ピークの信号強度の下限値、ＭＳ／ＭＳスペクトルにおけるプリカーサイオンからの質量差に相当するニュートラルロスの値、など、マススペクトルやＭＳ／ＭＳスペクトルに関連した様々な値とすることができる。なお、このとき、１つの化合物抽出条件だけでなく、複数を化合物抽出条件を設定することが可能である。設定された化合物抽出条件は抽出条件記憶部３４に格納される。
　化合物抽出条件が設定されている状態で、分析者がクロマトグラム表示のための所定の操作を行うと、２次元クロマトグラム作成部３２は、データ記憶部３１から全てのマススペクトルデータを読み出し、測定時点毎、つまりはマススペクトル毎にイオン強度の加算値を計算し、図４（ｂ）に示したように、１次カラム１２における保持時間を横軸、２次カラム１４における保持時間を縦軸とし、イオン強度の加算値（信号強度）をカラースケールで表した２次元的なトータルイオンクロマトグラムを作成する。これは従来でも行われている処理であり、上述した「GC Image」などの既存のソフトウエアを用いて実現することができる。この結果、図３又は図４（ｃ）に示したような２次元クロマトグラムが作成される。
　クロマトグラム作成後又はクロマトグラム作成と並行して、マススペクトル作成部３３はデータ記憶部３１からマススペクトルデータ及び／又はＭＳ／ＭＳスペクトルデータを読み出し、マススペクトル及び／又はＭＳ／ＭＳスペクトルを作成する。抽出条件適合判定部３５は抽出条件記憶３４に格納されている化合物抽出条件を読み出し、図２に示すように、それぞれのマススペクトル又はＭＳ／ＭＳスペクトルにおいて化合物抽出条件に適合するピーク等があるか否かを判定する。そして、化合物抽出条件に適合したピーク等が観測されるマススペクトル及び／又はＭＳ／ＭＳスペクトルを、分析者が着目している化合物に由来する、つまりは該化合物の構造情報が反映されているスペクトルであるとして抽出する。化合物抽出条件が複数種設定されている場合には、化合物抽出条件毎に適合するマススペクトル又はＭＳ／ＭＳスペクトルを抽出する。
　条件適合情報重畳表示部３６は、抽出条件適合判定部３５により抽出されたマススペクトルやＭＳ／ＭＳスペクトルに対応する保持時間（１次カラム１２における保持時間及び２次カラム１４における保持時間）をそれぞれ特定する。そして、２次元クロマトグラム作成部３２により作成された２次元クロマトグラム上で、その特定された保持時間の位置に化合物抽出条件毎に異なる態様（形状や色など）のマーカーを重畳する。そして、マーカーが重畳された２次元クロマトグラムを、主制御部５を通して表示部７の画面上に表示する。
　これにより、例えば図３に示すような２次元クロマトグラムが表示部７の画面上に表示される。図３では、「●」で示されるマーカーと「△」で示されるマーカーという、２種類の化合物抽出条件にそれぞれ対応するマーカーが２次元クロマトグラムに重畳表示されている。この表示によって、分析者は自らが指定した化合物抽出条件に適合する化合物が現れる保持時間を容易に把握することができる。また、或る１つの化合物抽出条件に適合する複数の化合物の保持時間の関係を、直感的に把握することができる。
　なお、図３の例では、信号強度はカラースケール表示（ここでは色を表現できないため、濃淡のグレイスケール表示）されているが、信号強度を等高線で表した２次元クロマトグラム上にマーカーを重畳表示するようにしてもよい。
　また、上記実施例では、通常の質量分析結果に基づくトータルイオンクロマトグラムを２次元クロマトグラムとしたが、通常の質量分析の繰り返しによって得られた各マススペクトルに対し所定の処理を行った後のデータに基づいて２次元クロマトグラムを作成してもよい。例えば、各マススペクトルに対し、或る物質由来のイオンと質量電荷比の小数点以下が近接するイオンのみを選択するマスデフェクトフィルタ（Mass defect Filter）処理を行うことで、イオンを絞り込んだ後のマススペクトルを用いて２次元クロマトグラムを作成してもよい。これは、例えば、或る物質から予想していなかった代謝物が生成されるような場合に、夾雑物の影響を排除して代謝物由来のイオンを高感度で検出する際に有効である。また、通常の質量分析の繰り返しによって得られた各マススペクトルに対し、モノアイソトピックイオンピークと同位体イオンピークの強度比に基づいてイオンを選択するアイソトピックフィルタ（Isotopic Filter）処理を行うことで、イオンを絞り込んだ後のマススペクトルを用いて２次元クロマトグラムを作成してもよい。これは、重水素や炭素同位体（13Ｃ、14Ｃ）などのラベル化試薬を用いてラベル化した特定の物質由来のイオンを高感度で検出する際に有効である。
　また例えば測定開始時点から測定終了時点までＭＳ／ＭＳ分析を繰り返し行う場合には、ＭＳ／ＭＳ分析結果に基づくトータルイオンクロマトグラム（例えば所定質量電荷比範囲のプロダクトイオンスペクトルのイオン強度の加算値に基づくクロマトグラム）を２次元クロマトグラムとしてもよい。このとき、単なるＭＳ／ＭＳスペクトル（つまりは得られたデータを漏れなく反映したスペクトル）から２次元クロマトグラムを作成するのではなく、特定の質量電荷比を有するピークや特定のニュートラルロスに対応するピークを抽出したり、上述したマスデフェクトフィルタなど各種フィルタ処理による絞り込みを行ったあとのスペクトルデータのみを用いて２次元クロマトグラムを作成したり、ＭＳ／ＭＳスペクトル同士の類似度や差分などに基づくスペクトルなどから２次元クロマトグラムを作成したりしてもよい。即ち、試料に対して実施した包括的２次元ＧＣ／ＭＳ分析によって得られたマススペクトルデータやＭＳ／ＭＳスペクトルデータに基づいて作成されるものであれば、２次元クロマトグラムの信号強度の値が示す情報は特に問わない。
　また、上記実施例では、包括的２次元クロマトグラフの検出器として三連四重極型の質量分析計を用いていたが、質量分析計以外の検出器を用いた包括的２次元クロマトグラフにも本発明を適用することができる。
　例えば、包括的２次元ＬＣでは検出器としてフォトダイオード検出器などが使用されることがあり、そうした検出器では所定波長範囲に亘る信号強度（吸光度など）を繰り返し得ることができる。したがって、例えば或る特定の波長にピークを有することなどを化合物抽出条件として設定しておき、その化合物抽出条件に適合する波長スペクトルを抽出することで、上述したように２次元クロマトグラム上で分析者が着目する化合物の位置（保持時間）にマーカーを重畳表示することができる。
　また、ＧＣ部と質量分析計との間にイオン移動度計を配置した包括的２次元ＧＣでは、イオン移動度計において移動時間と信号強度との関係を示すデータを収集することができる。そこで、この移動時間と信号強度との関係を示すスペクトルにおいて、例えば特定の移動時間にピークを有することを化合物抽出条件として設定しておき、その化合物抽出条件に適合するスペクトルを抽出することで、上述したように２次元クロマトグラム上で分析者が着目する化合物の位置（保持時間）にマーカーを重畳することもできる。さらにまた、イオン移動度計の結果に基づくマーカーと質量分析計の結果に基づくマーカーとをともに１つの２次元クロマトグラムに重畳表示してもよい。
　さらにまた、上記実施例や上述した各種変形例も本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜変形や修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは明らかである。
１…ＧＣ部
１１…試料導入部
１２…１次カラム
１３…モジュレータ
１４…２次カラム
２…質量分析計
３…データ処理部
４…分析制御部
５…主制御部
６…操作部
７…表示部
３１…データ記憶部
３２…２次元クロマトグラム作成部
３３…マススペクトル作成部
３４…抽出条件記憶部
３５…抽出条件適合判定部
３６…条件適合情報重畳表示部

Claims (4)

  1. 　１次カラムで成分分離した試料を所定時間毎に区切って２次カラムに導入し、該２次カラムでさらに成分分離したあとに検出器に導入して各成分を検出する包括的２次元クロマトグラフにより収集されたデータを処理する包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置であって、
    　a)包括的２次元クロマトグラフにより収集されたデータに基づいて、１次カラムにおける保持時間と２次カラムにおける保持時間とをそれぞれ軸とした２次元クロマトグラムを作成するクロマトグラム作成部と、
    　b)包括的２次元クロマトグラフにより収集されたデータの中で特徴的なデータを選択するための抽出条件を分析者が入力設定する条件入力設定部と、
    　c)包括的２次元クロマトグラフにより収集された前記データに対して前記条件入力設定部により入力設定された抽出条件に適合するか否かを判定し、適合するデータが存在した場合に、前記２次元クロマトグラム上で、そのデータが取得された保持時間に対応する位置に所定のマーカーを重畳表示する重畳表示処理部と、
    　を備えることを特徴とする包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置。
  2. 　請求項１に記載の包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置であって、
    　前記検出器は、質量電荷比、波長、又は、保持時間以外の時間のいずれかである第３のディメンジョンを変化させたときの信号強度を繰り返し取得する検出器であり、
    　前記抽出条件は、第３のディメンジョンに関連した値を含むことを特徴とする包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置。
  3. 　請求項２に記載の包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置であって、
    　前記検出器はＭＳn（ｎは２以上の整数）分析が可能である質量分析装置であり、前記抽出条件は、該質量分析装置で実施されるＭＳn分析によって得られるスペクトルデータから抽出される情報を判定するための条件であることを特徴とする包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置。
  4. 　請求項１～３のいずれかに記載の包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置であって、
    　前記条件入力設定部は、異なる種類の複数の特徴的なデータを選択するための抽出条件を入力設定可能であり、
    　該条件入力設定部で複数の抽出条件が設定された場合、前記重畳表示処理部はその抽出条件毎に個別に、収集されたデータが抽出条件に適合するか否かを判定し、適合するデータがそれぞれ存在した場合に、その抽出条件に応じて異なる態様のマーカーを２次元クロマトグラムに重畳表示することを特徴とする包括的２次元クロマトグラフ用データ処理装置。
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