WO2020066009A1 - 質量分析装置の評価方法、質量分析装置の較正方法、分析方法、質量分析装置および質量分析用試薬 - Google Patents

質量分析装置の評価方法、質量分析装置の較正方法、分析方法、質量分析装置および質量分析用試薬 Download PDF

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mass spectrometer
phthalate
peak
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phthalic acid
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恭彦 工藤
賢一 大林
中川　勝博
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株式会社島津製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a mass spectrometer evaluation method, a mass spectrometer calibration method, an analysis method, a mass spectrometer, and a reagent for mass spectrometry.
  • Non-Patent Document 1 phthalic acid esters are used as plasticizers for resins (see Non-Patent Document 1), some of which are regulated in Japan, the United States, China, and the like. Regulated by As described above, the types of chemical substances that can be analyzed are increasing, and attempts have been made to simultaneously measure many components. Therefore, it is important to accurately measure the components to be analyzed.
  • the structure of PFTBA or DFTPP is different from the structure of a chemical substance such as an ester of phthalic acid, even if it is determined that calibration has been correctly performed in the evaluation of a mass spectrometer using PFTBA or DFTPP, the structure is not actually changed. In some cases, the mass spectrometer is not in a state suitable for the analysis of the chemical substances as described above.
  • a mass spectrometer performs mass spectrometry on an ester of phthalic acid and detects a plurality of ions generated by dissociation of the ester of phthalic acid. And obtaining information on whether the mass spectrometer is in a state suitable for analysis based on a ratio of the detected intensities of the plurality of ions.
  • acquiring the information based on the plurality of ratios of the intensities between the three or more detected ions. Is preferred.
  • the phthalic acid ester is preferably an ortho-phthalic acid ester of phthalic acid.
  • the ester of phthalic acid is selected from diisobutyl phthalate (DIBP) and dibutyl phthalate (DBP).
  • the ester of phthalic acid is preferably di (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP).
  • the plurality of detected ions have m / z values of 148 or more and 150 or less. It is preferable to include ions corresponding to the peaks in the range.
  • the value of m / z falls within a range of 148 to 150. It is preferable to determine whether or not the mass spectrometer is in a state suitable for the analysis based on whether or not the ratio of the intensity of a predetermined peak to the intensity of a certain peak is within a predetermined range.
  • the ester of phthalic acid is di (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP)
  • the predetermined peak is The first peak having a value of m / z in the range of 278 to 280, the second peak in the range of 166 to 168, the third peak in the range of 112 to 114, and the range of 70 to 72.
  • At least one of a fourth peak and a fifth peak in a range of 56 to 58 wherein the predetermined range in the case of the first peak is 5% to 15%, The predetermined range in the case is 33% or more and 48 or less, the predetermined range in the case of the third peak is 8% or more and 16% or less, and the predetermined range in the case of the fourth peak is 17% or more. 30% Is lower, the predetermined range in the case of the fifth peak is preferably 44% or less than 17%.
  • the ester of phthalic acid is selected from the group consisting of electron ionization, positive ion chemical ionization, negative ion chemical ionization,
  • the dissociation is preferably performed by atmospheric pressure chemical ionization or collision-induced dissociation.
  • a notification is output when the mass spectrometer is not in a state suitable for the analysis. Preferably.
  • a method for calibrating a mass spectrometer is characterized in that the mass spectrometer is evaluated by the mass spectrometer evaluation method according to any one of the first to tenth aspects. Calibrating the mass spectrometer based on the results.
  • an analysis method includes evaluating a mass spectrometer by the method for evaluating a mass spectrometer according to any one of the first to tenth aspects, and analyzing using the mass spectrometer. Performing.
  • the mass spectrometer performs mass spectrometry on the ester of phthalic acid, and detects a plurality of ions generated by dissociation of the ester of phthalic acid.
  • An information acquisition unit that acquires information on whether the mass analysis unit is in a state suitable for analysis based on a ratio of the intensities of the plurality of ions.
  • a reagent for mass spectrometry comprises an ester of phthalic acid, and has a ratio of the intensity of a plurality of ions generated by dissociation of the ester of phthalic acid obtained by mass spectrometry. This is for evaluating the mass spectrometer based on the above.
  • the mass spectrometer it is possible to accurately evaluate whether the mass spectrometer is in a state suitable for analyzing a chemical substance such as an ester of phthalic acid.
  • FIG. 1 is a diagram showing a chemical formula of a phthalic acid ester.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a mass spectrum obtained by dissociation of di (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP).
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a mass spectrometer according to one embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a flow of the analysis method according to the embodiment.
  • phthalate ester refers to an ortho-form ester of phthalic acid
  • esteer-of-phthalic acid refers to an ortho-, iso-, and tele-form of phthalic acid.
  • Embodiment- In the method for evaluating a mass spectrometer according to the present embodiment, after the mass calibration of the mass spectrometer is performed using the first standard substance, the substance to be analyzed is analyzed using the second standard substance containing an ester of phthalic acid. To obtain information on whether the mass spectrometer is in a suitable state.
  • the first standard substance is not particularly limited as long as the m / z of the peak detected corresponding to the first standard substance is known, and a known mass calibration reagent or the like can be used. Phthalic acid esters may be used as the first standard. It is preferable that the first standard substance is the same compound as an ester of phthalic acid used for the second standard substance described later, since the calibration using the first standard substance and the evaluation using the second standard substance can be performed simultaneously.
  • mass calibration a plurality of different first standard substances having a known m / z are detected by mass spectrometry, and calibration data such as a calibration curve indicating a difference between the detected value and the actual value is generated.
  • the second standard substance contains a phthalic acid ester, and preferably contains a phthalic acid ester (ortho form). Phthalic acid esters are pointed out to be harmful and are highly necessary to be analyzed. If the structure of the compound to be analyzed is similar to that of the second standard substance, the mass spectrometer can be more accurately evaluated. It is.
  • the second standard substance independently represents R1 and R2 as an alkyl group or an aryl group having 20 or less carbon atoms, and contains a phthalic ester represented by the following formula (1).
  • a phthalic ester represented by the following formula (1) At present, most phthalic acid esters used for plasticizers and the like have 12 or less carbon atoms. When these are analyzed, the structures can be more accurately evaluated if they have similar structures. Therefore, the second standard substance is such that R1 and R2 are each independently an alkyl group or an aryl group having 12 or less carbon atoms. It is more preferable to include a phthalic acid ester represented by the following formula (1).
  • the second standard substance is diisobutyl phthalate (DIBP), dibutyl phthalate (DBP), butylbenzyl phthalate (BBP), di (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), dinormal octyl phthalate (DNOP), diisononyl phthalate (DINP), diisodecyl phthalate (DIDP), mono (2-ethylhexyl) phthalate, dimethyl phthalate (DMP), diethyl phthalate (DEP), dipropyl phthalate, dipropyl phthalate (2) -Methoxyethyl), bis (2-butoxyethyl) phthalate, n-pentyl isopentyl phthalate, dipropylheptyl phthalate, di-n-pentyl phthalate (DPENP), di-iso-pentyl phthalate (DPENP) ), Di-n-
  • the second standard substance is diisobutyl phthalate (DIBP), dibutyl phthalate (DBP), butylbenzyl phthalate (BBP), di (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), dinormal octyl phthalate (DNOP), phthalate It preferably contains a compound selected from diisononyl acid (DINP) and diisodecyl phthalate (DIDP). These compounds are regulated in the United States, Europe, etc., and are highly required to be analyzed.If the structure of the compound to be analyzed is similar to that of the second reference material, more accurate calibration can be performed. This is because it can be done. From the same viewpoint, the second standard substance is more preferably DEHP widely used as a typical general-purpose plasticizer.
  • DIBP diisobutyl phthalate
  • DBP dibutyl phthalate
  • BBP butylbenzyl phthalate
  • DEHP di (2-ethylhexy
  • FIG. 1 is a diagram showing the chemical formulas of DIBP, DBP, BBP, DEHP, DNOP, DINP, and DIDP.
  • MW indicates the molecular weight.
  • fragment ions (hereinafter simply referred to as fragment ions) obtained by dissociating the second standard substance by mass spectrometry are detected, and a peak corresponding to the fragment ion is detected.
  • the indicated mass spectrum is generated.
  • the ratio of the intensity of a predetermined peak hereinafter, referred to as a comparison target peak
  • the intensity of a reference peak hereinafter, referred to as a reference peak
  • an intensity ratio Is within a predetermined range (hereinafter, referred to as an allowable range), it is determined whether the mass spectrometer is in a state suitable for analysis.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of a mass spectrum obtained by dissociating DEHP.
  • a peak corresponding to m / z 149 is detected as the most prominent peak in a mass spectrum showing fragment ions. Therefore, it is preferable that the peak corresponding to m / z 149 be the reference peak.
  • FIG. 2 shows the chemical formula of the fragment ion f0 corresponding to this reference peak.
  • the reference peak can be a peak whose m / z value is in the range of 148 to 150 in consideration of measurement dispersion, and is preferably the peak having the highest intensity detected in this range.
  • the “detected intensity” is a value indicating a magnitude of a detection signal corresponding to a fragment ion, and is quantified by a peak maximum intensity or a peak area.
  • the peak to be compared it is preferable to select one or more peaks having higher detected intensities among peaks excluding the reference peak in the mass spectrum indicating the fragment ion.
  • the peak to be compared is the first peak having an m / z value in the range of 278 to 280, the second peak in the range of 166 to 168, and the peak of 112 to 114. It is preferably at least one of the third peak in the range, the fourth peak in the range of 70 to 72, and the fifth peak in the range of 56 to 58.
  • the peak with the highest detected intensity among the peaks in each of these ranges can be set as the peak to be compared.
  • FIG. 2 shows the chemical formulas of the fragment ions f1 and f2 corresponding to the first peak and the second peak, respectively.
  • Each of the first, second, third, fourth and fifth peaks is a peak corresponding to m / z 279, 167, 113, 71, 57.
  • the allowable range for the first peak is 5% to 15%
  • the allowable range for the second peak is 33% to 48
  • the allowable range for the third peak is 8% to 16%. %
  • the allowable range for the fourth peak is preferably 17% or more and 30% or less
  • the allowable range for the fifth peak is preferably 17% or more and 44% or less.
  • the reference peak, the selection and number of peaks to be compared, and the allowable range can be appropriately set based on a mass spectrum showing fragment ions obtained when mass analysis is performed on the second standard used, It is not limited to the above example.
  • the compound to be analyzed is not particularly limited.
  • An appropriate ester of phthalic acid may be selected and used as the second standard according to the m / z of the peak corresponding to the compound to be analyzed.
  • the compound to be analyzed is preferably a phthalic acid ester, and more preferably a phthalic acid ester (ortho form). This is because if the structure of the compound to be analyzed is similar to the structure of the second standard substance, more accurate evaluation can be performed.
  • the mass spectrum pattern of fragment ions is similar, for example, the same reference peak (m / z 149) is obtained even with different phthalates, so that the compound to be analyzed and the second standard substance
  • the evaluation can be performed fairly accurately even with a phthalate different from the above.
  • the evaluation method of the mass spectrometer of the present embodiment obtains information on whether or not the mass spectrometer is in a state suitable for analyzing these compounds to be analyzed.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a configuration of the mass spectrometer according to the present embodiment.
  • the mass spectrometer 1 is a gas chromatograph-mass spectrometer (hereinafter, referred to as GC-MS), and includes a measuring unit 100 and an information processing unit 40.
  • the measurement unit 100 includes a gas chromatograph 10 and a mass analysis unit 30.
  • the mass spectrometer of the present embodiment is not particularly limited as long as it can ionize and dissociate phthalic acid esters and detect fragment ions obtained by dissociation.
  • LC-MS liquid chromatography-mass spectrometer
  • the gas chromatograph 10 includes a carrier gas flow path 11, a sample to be analyzed, a sample introduction unit 12 into which a first standard substance and a second standard substance (hereinafter, referred to as “sample etc.”) are introduced, a column temperature control unit 13, A separation column 14 and a sample gas introduction tube 15 are provided.
  • the mass analysis unit 30 includes a vacuum vessel 31, an exhaust port 32, an ionization unit 33 that ionizes a sample or the like to generate ions In, an ion adjustment unit 34, a mass separation unit 35, and a detection unit 36. .
  • the ionization unit 33 includes an ionization chamber 331, a filament 332 for generating thermoelectrons, and a trap electrode 333.
  • the information processing unit 40 includes an input unit 41, a communication unit 42, a storage unit 43, an output unit 44, and a control unit 50.
  • the control unit 50 includes a device control unit 51, a data processing unit 52, and an output control unit 53.
  • the data processing unit 52 includes a mass spectrum generation unit 521, a ratio calculation unit 522, and a determination unit 523.
  • the output control unit 53 includes a notification unit 530.
  • the measurement unit 100 separates each component such as a sample by separation analysis, and detects the sample or the like.
  • the gas chromatograph 10 separates components contained in a sample or the like based on physical or chemical characteristics.
  • the sample or the like is introduced into the separation column 14, the sample or the like is in a gas or gaseous state, and this is called a sample gas.
  • the carrier gas flow path 11 is a flow path for a carrier gas such as helium, and introduces the carrier gas into the sample introduction unit 12 (arrow A1).
  • the sample introduction unit 12 includes a chamber for introducing a sample or the like such as a sample vaporization chamber, and temporarily stores a sample or the like injected by an injector (not shown) such as a syringe or an autosampler. Is vaporized, and the sample gas is introduced into the separation column 14 (arrow A2).
  • the method for introducing a sample or the like is not particularly limited, and a splitless introduction method, a split introduction method, or the like can be used as appropriate.
  • the separation column 14 includes a column such as a capillary column.
  • the temperature of the separation column 14 is controlled to several hundred degrees Celsius or less by the column temperature controller 13 having a column oven or the like.
  • Each component of the sample gas is separated based on a partition coefficient and the like between the mobile phase and the stationary phase of the separation column 14.Each component of the separated sample gas elutes from the separation column 14 at different times, and The gas is introduced into the ionization chamber 331 of the mass spectrometer 30 through the gas introduction pipe 15.
  • the mass spectrometer 30 includes a mass spectrometer, and ionizes the sample and the like introduced into the ionization unit 33, and performs mass separation and detection.
  • the path of the ions In generated by the ionization unit 33 is schematically shown by an arrow A3.
  • a description will be given using an example in which a single quadrupole mass spectrometer that performs mass separation using one quadrupole mass filter is used as the mass spectrometer 30.
  • the type of mass spectrometer constituting the mass spectrometer 30 is not particularly limited as long as the ions In dissociated by ionization such as electron ionization can be detected by mass spectrometry.
  • the mass spectrometer may be a tandem mass spectrometer or a multi-stage mass spectrometer.
  • the second standard substance or the like is dissociated by collision-induced dissociation (CID) using a tandem mass spectrometer or a multi-stage mass spectrometer. May go.
  • CID collision-induced dissociation
  • the vacuum vessel 31 of the mass spectrometry section 30 has an exhaust port 32.
  • the exhaust port 32 is connected to a vacuum exhaust system (not shown) including a pump capable of realizing a high vacuum of 10 ⁇ 2 Pa or less, such as a turbo molecular pump, and its auxiliary pump.
  • a vacuum exhaust system including a pump capable of realizing a high vacuum of 10 ⁇ 2 Pa or less, such as a turbo molecular pump, and its auxiliary pump.
  • FIG. 1 the point at which the gas inside the vacuum vessel 31 is discharged is schematically indicated by an arrow A4.
  • the ionization unit 33 of the mass analysis unit 30 includes an ion source, and ionizes a sample or the like introduced into the ionization unit 33 by electron ionization.
  • the ionization unit 33 accelerates the thermoelectrons generated by the thermoelectron generation filament 332 at a voltage of several tens of eV or the like applied to the trap electrode 333 and irradiates the sample or the like inside the ionization chamber 331 with ions.
  • the ion In includes fragment ions obtained by dissociating the sample or the like.
  • the ions In generated by the ionization unit 33 are introduced into the ion adjustment unit 34.
  • the method of ionization by the ionization unit 33 is not particularly limited as long as it involves dissociation.
  • chemical ionization such as positive ion chemical ionization, negative ion chemical ionization, and atmospheric pressure chemical ionization may be used.
  • dissociation is separately performed after ionization by a mass spectrometer having two or more stages, the method of ionization is not particularly limited.
  • the ion adjustment unit 34 of the mass analysis unit 30 includes an ion transport system such as a lens electrode and an ion guide, and adjusts the ion In by converging the ion In by an electromagnetic action.
  • the ions In emitted from the ion adjustment unit 34 are introduced into the mass separation unit 35.
  • the mass separation unit 35 of the mass analysis unit 30 includes a quadrupole mass filter, and performs mass separation of the introduced ions In.
  • the mass separation unit 35 selectively passes the ions In based on the value of m / z by the voltage applied to the quadrupole mass filter.
  • the ions In mass-separated by the mass separation unit 35 enter the detection unit 36.
  • the mass analyzer constituting the mass separation unit is not particularly limited, and a time-of-flight mass analyzer may be used.
  • the detection unit 36 of the mass spectrometry unit 30 includes an ion detector, and detects the incident ions In.
  • the detection unit 36 performs A / D conversion of a detection signal obtained by detecting the incident ions In using an A / D converter (not shown), and controls the information processing unit 40 using the digitized detection signal as measurement data. Output to the unit 50 (arrow A5).
  • the information processing unit 40 includes an information processing device such as an electronic computer, and serves as an interface with a user, and also performs processing such as communication, storage, and calculation regarding various data. Note that the information processing unit 40 may be configured as one device integrated with the measuring unit 100. Further, part of the data used by the mass spectrometer 1 may be stored in a remote server or the like, and part of the arithmetic processing performed by the mass spectrometer 1 may be performed in a remote server or the like.
  • the input unit 41 includes input devices such as a mouse, a keyboard, various buttons, and a touch panel.
  • the input unit 41 receives information necessary for control of the measurement unit 100 and processing of the control unit 50 from a user.
  • the communication unit 42 is configured to include a communication device that can communicate by wireless or wired connection such as the Internet, and appropriately transmits and receives data related to control of the measurement unit 100 and processing of the control unit 50.
  • the storage unit 43 is configured by a nonvolatile storage medium, and includes measurement data, a program for the control unit 50 to execute a process, data necessary for the data processing unit 52 to perform a process, and data obtained by the process. And so on.
  • the output unit 44 includes a display device such as a liquid crystal monitor, a printer, and the like. The output unit 44 outputs a notification that the mass spectrometer 1 is determined to be not in a state suitable for analysis, data obtained by the processing of the data processing unit 52, and the like, by the evaluation method of the mass spectrometer of the present embodiment. The data is displayed on a display device or printed by a printer for output.
  • the control unit 50 includes a processor such as a CPU, and controls the operation of each unit of the measurement unit 100 and processes measurement data.
  • the device control unit 51 of the control unit 50 controls the operation of each unit of the measurement unit 100.
  • the device control unit 51 can detect the ions In by a scan mode in which the m / z of the ions passed by the mass separation unit 35 is continuously changed.
  • the apparatus control unit 51 allows the ions In having m / z in a range (for example, 30 to 500 or the like) set based on the input from the input unit 41 or the like to selectively pass through the mass separation unit 35.
  • the voltage of the mass separation unit 35 is changed.
  • the device controller 51 controls the voltage value and the like of each unit of the mass spectrometer 1 in calibration such as mass calibration.
  • the data processing unit 52 of the control unit 50 processes and analyzes the measurement data.
  • the data processing unit 52 analyzes the mass spectrum of the fragment ion of the second standard substance, and acquires information on whether the mass spectrometer 1 is in a state suitable for analysis.
  • the data processing unit 52 can perform various analyzes such as quantification of a sample to be analyzed.
  • the mass spectrum generation unit 521 creates data (hereinafter, referred to as mass spectrum data) corresponding to the mass spectrum by associating m / z of the ion In with the intensity of the detection signal.
  • the ratio calculation unit 522 detects the reference peak and the comparison target peak from the mass spectrum of the fragment ion of the second standard substance, and calculates the ratio (intensity ratio) of the intensity detected for the comparison target peak to the intensity detected for the reference peak. calculate.
  • the ratio calculation unit 522 refers to, for example, data (m / z 148 to 150 or the like) indicating the range in which the reference peak and the peak to be compared are stored, which is stored in the storage unit 43 or the like, and is detected in the range.
  • the peak having the highest intensity is defined as a reference peak and a peak to be compared, respectively.
  • the determination unit 523 determines whether the mass spectrometer is in a state suitable for analysis based on the calculated intensity ratio. The determination unit 523 determines whether the calculated intensity ratio is included in the allowable range by referring to the numerical value of the above-described allowable range stored in the storage unit 43 or the like (hereinafter, referred to as intensity ratio determination). I do. When there are a plurality of peaks to be compared, the determination unit 523 makes an intensity ratio determination for each peak to be compared. It can be.
  • the output control unit 53 generates an output image including information indicating the result of the mass spectrum or the intensity ratio determination obtained by the processing of the data processing unit 52, and controls the output unit 44 to output the output image. .
  • the notification unit 530 of the output control unit 53 When the mass spectrometer 1 is not in a state suitable for analysis, the notification unit 530 of the output control unit 53 outputs a notification for notifying the user of the mass spectrometer 1 (hereinafter simply referred to as a user). .
  • a notification for notifying the user of the mass spectrometer 1 (hereinafter simply referred to as a user).
  • the notification unit 530 determines that the mass spectrometer 1 is not in a state suitable for analysis as a result of the intensity ratio determination of the determination unit 523, "it may not be possible to perform highly accurate analysis" "FAIL" Can be output to the output unit 44 to warn the user.
  • the notification unit 530 may output information about the peak to be compared, for which the intensity ratio is determined to be outside the allowable range.
  • This information is, for example, the m / z of the peak to be compared, so that the user can be notified of the range of the m / z in which the problem exists.
  • the notification unit 530 may cause the output unit 44 to output characters such as “PASS” even when the intensity ratio determination determines that the mass spectrometer 1 is in a state suitable for analysis.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating the flow of the analysis method according to the present embodiment.
  • the mass spectrometer 30 performs mass spectrometry on the first standard substance, and the device controller 51 calibrates the mass spectrometer 1.
  • step S1003 starts.
  • the mass spectrometry unit 30 performs mass spectrometry on the phthalic acid ester (second standard substance) and detects a plurality of fragment ions generated by dissociating the phthalic acid ester.
  • step S1005 starts.
  • step S1005 the ratio calculator 522 calculates a ratio (intensity ratio) between the intensity of the fragment ion reference peak and the intensity of the comparison target peak.
  • step S1007 starts.
  • the determination unit 523 determines whether the intensity ratio is within a predetermined range (permissible range). When the intensity ratio is within the allowable range, the determination unit 523 makes an affirmative determination in step S1007, and step S1009 is started. If the intensity ratio is not within the allowable range, the determination unit 523 makes a negative determination in step S1007, and step S1011 is started.
  • step S1009 the mass spectrometer 1 analyzes a sample to be analyzed. Information obtained by this analysis is output from the output unit 44 and the like. When step S1009 ends, the process ends.
  • step S1011 the notification unit 530 causes the output unit 44 to output a notification indicating that the mass spectrometer 1 is not in a state suitable for analysis.
  • step S1013 starts.
  • step S1013 the user repairs or adjusts the mass spectrometer.
  • step S1013 ends, the process ends.
  • the device control unit 51 may calibrate the mass spectrometer 1 based on the evaluation such as the result of the intensity ratio determination.
  • a mass spectrometry reagent for evaluating a mass spectrometer based on a ratio of the intensity of a plurality of fragment ions generated by dissociation of an ester of phthalic acid obtained by mass spectrometry is provided. You.
  • This reagent for mass spectrometry contains the above-mentioned second standard substance. This makes it possible to easily prepare a standard substance for accurately evaluating whether the mass spectrometer is in a state suitable for analyzing a chemical substance such as an ester of phthalic acid.
  • the evaluation method of the mass spectrometer according to the present embodiment is that the mass spectrometer 1 mass-analyzes the phthalic acid ester to detect a plurality of ions In generated by dissociating the phthalic acid ester. And acquiring information on whether the mass spectrometer 1 is in a state suitable for analysis based on the ratio of the intensities of the plurality of detected ions In. This makes it possible to accurately evaluate whether the mass spectrometer 1 is in a state suitable for analyzing a chemical substance such as an ester of phthalic acid.
  • the “ratio” is a relationship represented by A: B or A / B between A and B, and includes a “ratio” (A / B).
  • the information can be obtained based on a plurality of ratios of the intensity between the three or more detected fragment ions.
  • more accurate evaluation can be performed using the information on the intensity of three or more fragment ions.
  • the second standard substance is a phthalate ester
  • the plurality of detected ions In have peaks having m / z values in the range of 148 to 150. Can be included.
  • the mass spectrometer 1 is evaluated using the peaks commonly detected for the fragment ions of the phthalate, accurate evaluation can be performed even when various phthalates are to be analyzed. .
  • the ester of phthalic acid is dissociated by electron ionization, positive ion chemical ionization, negative ion chemical ionization, atmospheric pressure chemical ionization, or collision-induced dissociation.
  • accurate evaluation can be performed using information of mass spectra obtained by using these ionization methods in the past.
  • a notification is output when the mass spectrometer 1 is not in a state suitable for analysis. Thereby, information about the mass spectrometer 1 can be easily transmitted to the user.
  • the mass spectrometer calibration method can evaluate the mass spectrometer 1 by the above-described mass spectrometer evaluation method, and can calibrate the mass spectrometer 1 based on the evaluation.
  • the mass spectrometer 1 can be efficiently calibrated based on the accurate evaluation of the mass spectrometer 1 using the phthalic acid ester.
  • the analysis method according to the present embodiment includes evaluating the mass spectrometer 1 by the above-described mass spectrometer evaluation method, and performing analysis using the mass spectrometer 1. Thereby, the accuracy of the analysis obtained by the mass spectrometer 1 can be accurately grasped.
  • the mass spectrometer performs mass spectrometry on the ester of phthalic acid and detects a plurality of ions In generated by dissociation of the ester of phthalic acid. And an information acquisition unit (data processing unit 52) that acquires information on whether the mass analysis unit 30 is in a state suitable for analysis based on the ratio of the intensities of the ions In. This makes it possible to accurately evaluate whether the mass spectrometer 1 is in a state suitable for analyzing a chemical substance such as an ester of phthalic acid.
  • the value obtained in the analysis may be corrected using the intensity ratio calculated for the second standard substance. For example, assume that the intensity ratio of the first peak is 15% within an allowable range (5% or more and 15% or less). In order to approach 10% which is the middle point of the allowable range, the value near m / z 279 corresponding to the first peak may be approached to two thirds. Therefore, even in the analysis of a sample to be analyzed, more accurate data can be obtained by performing such correction.
  • Modification 2 Since phthalic acid esters are also used in building materials, they are also present in indoor air and air. Therefore, indoor air and air may be collected and used as the second standard substance. Thereby, the second standard substance can be procured near the mass spectrometer 1 or the like.
  • the first standard substance and the second standard substance are introduced into the gas chromatograph 10, but may be introduced directly into the ionization section 33 of the mass spectrometry section 30.

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Abstract

質量分析装置の評価方法は、質量分析装置により、フタル酸のエステルを質量分析し、フタル酸のエステルが解離されて生成された複数のイオンを検出することと、検出された複数のイオンの強度の比に基づいて、質量分析装置が分析に適した状態にあるかについての情報を取得することとを備える。

Description

質量分析装置の評価方法、質量分析装置の較正方法、分析方法、質量分析装置および質量分析用試薬
　本発明は、質量分析装置の評価方法、質量分析装置の較正方法、分析方法、質量分析装置および質量分析用試薬に関する。
　多くの化学物質が生産され利用されている。化学物質の一部は、人体や環境に有害である等の理由から規制されている。例えば、フタル酸エステルは、樹脂の可塑剤として利用されているが（非特許文献１参照）、その一部は日本、米国、中国等で規制されている他、２０１９年以降、欧州でＲｏＨＳ指令により規制される。このように分析対象となり得る化学物質の種類が増加し、多くの成分を同時に測定する試みがなされていることもあり、分析対象の成分を正確に測定することが重要となっている。
　質量分析装置による分析では、装置の種類や状態により、同一の化合物を分析しても異なるマススペクトルが得られる場合がある。このため、質量較正用の第１標準物質を測定し、較正用のプログラムにより質量較正（マススペクトルの横軸の較正）が行われる。さらに、開裂の条件やｍ／ｚに依存した強度のばらつきを較正するため、第２標準物質を分析し、マススペクトルのピーク間の相対強度が適切な範囲にあるかを確認することが行われている。第２標準物質としては、パーフルオロトリブチルアミン（ＰＦＴＢＡ）やデカフルオロトリフェニルホスフィン（ＤＦＴＰＰ）が知られている（非特許文献２参照）。
Jeilani YA, Cardelino BH, Ibeanusi VM. "Density functional theory and mass spectrometry of phthalate fragmentations mechanisms: modeling hyperconjugated carbocation and radical cation complexes with neutral molecules" Journal of the American Society for Mass Spectrometry,（米国）, Springer-Verlag, 2011年8月11日、Volume 22, 1999, doi:10.1007/s13361-011-0215-8 米国環境保護庁、"Method 625: Base/Neutrals and Acids"、[online]、1984年、米国環境保護庁、[平成30年9月18日検索]、インターネット(https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-10/documents/method_625_1984.pdf#search=%27method+625%27)
　ＰＦＴＢＡやＤＦＴＰＰの構造は、フタル酸のエステル等の化学物質の構造と異なるため、ＰＦＴＢＡやＤＦＴＰＰを用いた質量分析装置の評価において較正が正しく行われていると判断されても、実際には当該質量分析装置は上記のような化学物質の分析に適した状態でない場合があった。
　本発明の第１の態様によると、質量分析装置の評価方法は、質量分析装置により、フタル酸のエステルを質量分析し、前記フタル酸のエステルが解離されて生成された複数のイオンを検出することと、検出された前記複数のイオンの強度の比に基づいて、前記質量分析装置が分析に適した状態にあるかについての情報を取得することとを備える。
　本発明の第２の態様によると、第１の態様の質量分析装置の評価方法において、検出された３以上の前記イオンの間の強度の複数の前記比に基づいて、前記情報を取得することが好ましい。
　本発明の第３の態様によると、第１または第２の態様の質量分析装置の評価方法において、前記フタル酸のエステルは、フタル酸のオルト体のエステルであることが好ましい。
　本発明の第４の態様によると、第１から第３までのいずれかの態様の質量分析装置の評価方法において、前記フタル酸のエステルは、フタル酸ジイソブチル（ＤＩＢＰ）、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）、フタル酸ブチルベンジル（ＢＢＰ）、フタル酸ジ（２－エチルヘキシル）（ＤＥＨＰ）、フタル酸ジノルマルオクチル（ＤＮＯＰ）、フタル酸ジイソノニル（ＤＩＮＰ）、フタル酸ジイソデシル（ＤＩＤＰ）、フタル酸モノ（２－エチルヘキシル）、フタル酸ジメチル（ＤＭＰ）、フタル酸ジエチル（ＤＥＰ）、フタル酸ジプロピル、フタル酸ジ（２－メトキシエチル）、フタル酸ビス（２－ブトキシエチル）、フタル酸－ｎ－ペンチルイソペンチル、フタル酸ジプロピルヘプチル、フタル酸ジ－ｎ－ペンチル（ＤＰＥＮＰ）、フタル酸ジ－イソ－ペンチル（ＤＰＥＮＰ）、フタル酸ジ－ｎ－ヘキシル（ＤＨＥＸＰ）、フタル酸ジイソヘキシル、フタル酸ジシクロヘキシル（ＤＣＨＰ）、フタル酸ジベンジル、フタル酸ジへプチル、フタル酸ジイソヘプチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジイソウンデシルおよびフタル酸ジイソトリデシルからなる群から選択されることが好ましい。
　本発明の第５の態様によると、第４の態様の質量分析装置の評価方法において、前記フタル酸のエステルは、フタル酸ジ（２－エチルヘキシル）（ＤＥＨＰ）であることが好ましい。
　本発明の第６の態様によると、第１から第５までのいずれかの態様の質量分析装置の評価方法において、前記検出された複数のイオンは、ｍ／ｚの値が１４８以上１５０以下の範囲にあるピークに対応するイオンを含むことが好ましい。
　本発明の第７の態様によると、第６の態様の質量分析装置の評価方法において、前記検出された複数のイオンに対応するピークのうち、ｍ／ｚの値が１４８以上１５０以下の範囲にあるピークの強度に対する所定のピークの強度の比が所定の範囲にあるか否かに基づいて、前記質量分析装置が前記分析に適した状態であるか否かを判定することが好ましい。
　本発明の第８の態様によると、第７の態様の質量分析装置の評価方法において、前記フタル酸のエステルは、フタル酸ジ（２－エチルヘキシル）（ＤＥＨＰ）であり、前記所定のピークは、ｍ／ｚの値が２７８以上２８０以下の範囲にある第１ピーク、１６６以上１６８以下の範囲にある第２ピーク、１１２以上１１４以下の範囲にある第３ピーク、７０以上７２以下の範囲にある第４ピーク、および５６以上５８以下の範囲にある第５ピークの少なくとも一つであり、前記第１ピークの場合の前記所定の範囲は、５％以上１５％以下であり、前記第２ピークの場合の前記所定の範囲は３３％以上４８以下であり、前記第３ピークの場合の所定の範囲は８％以上１６％以下であり、前記第４ピークの場合の前記所定の範囲は１７％以上３０％以下であり、前記第５ピークの場合の前記所定の範囲は１７％以上４４％以下であることが好ましい。
　本発明の第９の態様によると、第１から第８までのいずれかの態様の質量分析装置の評価方法において、前記フタル酸のエステルは、電子イオン化、正イオン化学イオン化、負イオン化学イオン化、大気圧化学イオン化、または衝突誘起解離により解離されることが好ましい。
　本発明の第１０の態様によると、第１から第９までのいずれかの態様の質量分析装置の評価方法において、前記質量分析装置が前記分析に適した状態にない場合に、通知を出力することを備えることが好ましい。
　本発明の第１１の態様によると、質量分析装置の較正方法は、第１から第１０までのいずれかの態様の質量分析装置の評価方法により質量分析装置の評価を行うことと、前記評価に基づいて前記質量分析装置を較正することとを備える。
　本発明の第１２の態様によると、分析方法は、第１から第１０までのいずれかの態様の質量分析装置の評価方法により質量分析装置を評価することと、前記質量分析装置を用いて分析を行うこととを備える。
　本発明の第１３の態様によると、第１２の態様の分析方法において、前記検出された複数のイオンの強度の比に基づいて、前記分析により得られたデータを較正することが好ましい。
　本発明の第１４の態様によると、質量分析装置は、フタル酸のエステルを質量分析し、前記フタル酸のエステルが解離されて生成された複数のイオンを検出する質量分析部と、検出された前記複数のイオンの強度の比に基づいて、前記質量分析部が分析に適した状態にあるかについての情報を取得する情報取得部とを備える。
　本発明の第１５の態様によると、質量分析用試薬は、フタル酸のエステルを備え、質量分析により得られた、前記フタル酸のエステルが解離されて生成された複数のイオンの強度の比に基づいて質量分析装置の評価を行うためのものである。
　本発明によれば、質量分析装置がフタル酸のエステル等の化学物質の分析に適した状態にあるかについての正確な評価を行うことができる。
図１は、フタル酸エステルの化学式を示す図である。 図２は、フタル酸ジ（２－エチルヘキシル）（ＤＥＨＰ）が解離されて得られるマススペクトルの一例を模式的に示す図である。 図３は、一実施形態に係る質量分析装置の構成を示す概略図である。 図４は、一実施形態に係る分析方法の流れを示すフローチャートである。
　以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。以下の実施形態において、「フタル酸エステル（phthalate ester）」はフタル酸のオルト体のエステルを指し、「フタル酸のエステル（ester of phthalic acid）」はフタル酸のオルト体、イソ体およびテレ体のエステルの全てを指すものとする。
　－第１実施形態－
　本実施形態の質量分析装置の評価方法では、第１標準物質を用いて質量分析装置の質量較正を行った後、フタル酸のエステルを含む第２標準物質を用いて分析対象の物質を分析するために質量分析装置が適した状態にあるか否かについての情報を得るものである。
（標準物質について）
　第１標準物質は、第１標準物質に対応して検出されるピークのｍ／ｚが既知であれば特に限定されず、公知の質量較正用試薬等を用いることができる。第１標準物質としてフタル酸のエステルを用いてもよい。第１標準物質は、後述する第２標準物質に用いるフタル酸のエステルと同一の化合物であると、第１標準物質による較正と第２標準物質による評価を同時に行うことができるため好ましい。質量較正では既知のｍ／ｚを有する複数の異なる第１標準物質が質量分析により検出され、検出された値と実際の値とのずれを示す較正曲線等の較正用データが生成される。
　第２標準物質は、フタル酸のエステルを含み、フタル酸エステル（オルト体）を含むことが好ましい。フタル酸エステルは有害性が指摘され、分析対象となる必要性が高いところ、分析対象の化合物と第２標準物質の構造が似ているとより正確に質量分析装置の評価を行うことができるためである。
　第２標準物質は、Ｒ１およびＲ２をそれぞれ独立に炭素数２０以下のアルキル基またはアリール基とし、以下の式（１）で表されるフタル酸エステルを含むことがより好ましい。現在、可塑剤等のために利用されているフタル酸エステルは、炭素数１２以下のものが多い。これらを分析対象としたときに構造が似ているとより正確に評価を行うことができるため、第２標準物質はＲ１およびＲ２をそれぞれ独立に炭素数１２以下のアルキル基またはアリール基とし、以下の式（１）で表されるフタル酸エステルを含むことがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
…式（１）
　同様の観点から、第２標準物質は、フタル酸ジイソブチル（ＤＩＢＰ）、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）、フタル酸ブチルベンジル（ＢＢＰ）、フタル酸ジ（２－エチルヘキシル）（ＤＥＨＰ）、フタル酸ジノルマルオクチル（ＤＮＯＰ）、フタル酸ジイソノニル（ＤＩＮＰ）、フタル酸ジイソデシル（ＤＩＤＰ）、フタル酸モノ（２－エチルヘキシル）、フタル酸ジメチル（ＤＭＰ）、フタル酸ジエチル（ＤＥＰ）、フタル酸ジプロピル、フタル酸ジ（２－メトキシエチル）、フタル酸ビス（２－ブトキシエチル）、フタル酸－ｎ－ペンチルイソペンチル、フタル酸ジプロピルヘプチル、フタル酸ジ－ｎ－ペンチル（ＤＰＥＮＰ）、フタル酸ジ－イソ－ペンチル（ＤＰＥＮＰ）、フタル酸ジ－ｎ－ヘキシル（ＤＨＥＸＰ）、フタル酸ジイソヘキシル、フタル酸ジシクロヘキシル（ＤＣＨＰ）、フタル酸ジベンジル、フタル酸ジへプチル、フタル酸ジイソヘプチル 、フタル酸ジノニル、フタル酸ジデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジイソウンデシルおよびフタル酸ジイソトリデシルから選択される化合物を含むことが好ましい。
　第２標準物質は、フタル酸ジイソブチル（ＤＩＢＰ）、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）、フタル酸ブチルベンジル（ＢＢＰ）、フタル酸ジ（２－エチルヘキシル）（ＤＥＨＰ）、フタル酸ジノルマルオクチル（ＤＮＯＰ）、フタル酸ジイソノニル（ＤＩＮＰ）、フタル酸ジイソデシル（ＤＩＤＰ）から選択される化合物を含むことが好ましい。これらの化合物は、米国や欧州等で規制対象となっており、分析対象となる必要性が高く、分析対象の化合物と第２標準物質の構造が似ているとより正確に較正を行うことができるためである。同様の観点から、第２標準物質は代表的な汎用可塑剤として広く利用されているＤＥＨＰがさらに好ましい。
　図１は、ＤＩＢＰ、ＤＢＰ、ＢＢＰ、ＤＥＨＰ、ＤＮＯＰ、ＤＩＮＰ、およびＤＩＤＰの化学式を示す図である。図１中、「Ｍ．Ｗ．」は分子量を示す。
　第２標準物質を用いた質量分析装置の評価では、質量分析により第２標準物質が解離されて得られたフラグメントイオン（以下、単にフラグメントイオンと呼ぶ）が検出され、フラグメントイオンに対応するピークが示されたマススペクトルが生成される。検出された複数のフラグメントイオンに対応するピークのうち、基準となるピーク（以下、基準ピークと呼ぶ）の強度に対する所定のピーク（以下、比較対象ピークと呼ぶ）の強度の比率（以下、強度比率と呼ぶ）が所定の範囲（以下、許容範囲と呼ぶ）にあるか否かに基づいて、質量分析装置が分析に適した状態であるか否かが判定される。
　図２は、ＤＥＨＰが解離されて得られるマススペクトルの一例を模式的に示す図である。多くのフタル酸エステルにおいて、フラグメントイオンを示すマススペクトルでは、ｍ／ｚ　１４９に対応するピークが最も顕著なピークとして検出される。従って、このｍ／ｚ　１４９に対応するピークを基準ピークとすることが好ましい。図２では、この基準ピークに対応するフラグメントイオンｆ０の化学式を示した。基準ピークは、測定のばらつきを考慮して、ｍ／ｚの値が１４８以上１５０以下の範囲にあるピークとすることができ、この範囲において検出された強度が最も大きいピークとすることが好ましい。ここで、「検出された強度」とは、フラグメントイオンに対応する検出信号の大きさを示す値であり、ピーク最大強度またはピーク面積等により定量化される。
　上記比較対象ピークとしては、フラグメントイオンを示すマススペクトルにおいて、基準ピークを除いたピークのうち、検出された強度がより高い１または複数のピークを選ぶことが好ましい。
　ＤＥＨＰを第２標準物質とする場合、比較対象ピークは、ｍ／ｚの値が２７８以上２８０以下の範囲にある第１ピーク、１６６以上１６８以下の範囲にある第２ピーク、１１２以上１１４以下の範囲にある第３ピーク、７０以上７２以下の範囲にある第４ピーク、および５６以上５８以下の範囲にある第５ピークの少なくとも一つであることが好ましい。これらの各範囲にあるピークのうち最も検出された強度が高いピークを比較対象ピークとすることができる。図２では、第１ピークおよび第２ピークにそれぞれ対応するフラグメントイオンｆ１およびｆ２の化学式を示した。第１、第２、第３、第４および第５ピークのそれぞれは、ｍ／ｚ　２７９、１６７、１１３、７１、５７に対応するピークである
　第１ピークの場合の上記許容範囲は、５％以上１５％以下であり、第２ピークの場合の許容範囲は３３％以上４８以下であり、第３ピークの場合の許容範囲は８％以上１６％以下であり、第４ピークの場合の許容範囲は１７％以上３０％以下であり、第５ピークの場合の許容範囲は１７％以上４４％以下であることが好ましい。
　なお、基準ピーク、比較対象ピークの選択およびその個数、ならびに許容範囲は、用いる第２標準物質を質量分析した際に得られる、フラグメントイオンを示すマススペクトルに基づいて、適宜設定することができ、上述の例に限定されない。
（分析対象の化合物について）
　分析対象となる化合物は特に限定されない。分析対象の化合物に対応するピークのｍ／ｚに合わせて、適切なフタル酸のエステルを第２標準物質として選択して用いてもよい。分析対象となる化合物は、フタル酸のエステルであることが好ましく、フタル酸エステル（オルト体）であることがより好ましい。分析対象の化合物と第２標準物質の構造が似ているとより正確に評価を行うことができるためである。また、フタル酸エステルの場合、異なるフタル酸エステルでも同一の基準ピーク（ｍ／ｚ　１４９）が得られる等、フラグメントイオンのマススペクトルのパターンが似ているため、分析対象の化合物と第２標準物質とが異なるフタル酸エステルでもかなり正確に評価を行うことができる。本実施形態の質量分析装置の評価方法は、質量分析装置がこれらの分析対象の化合物の分析に適した状態にあるか否かについての情報を得るものである。
（質量分析装置について）
　図３は、本実施形態に係る質量分析装置の構成を示す概念図である。質量分析装置１は、ガスクロマトグラフ－質量分析計（以下、ＧＣ－ＭＳと呼ぶ）であり、測定部１００と情報処理部４０とを備える。測定部１００は、ガスクロマトグラフ１０と、質量分析部３０とを備える。
　なお、本実施形態の質量分析装置は、フタル酸のエステルをイオン化および解離し、解離により得られたフラグメントイオンを検出することができれば特に限定されず、例えば液体クロマトグラフィ－質量分析計（ＬＣ－ＭＳ）でもよい。
　ガスクロマトグラフ１０は、キャリアガス流路１１、分析対象の試料、第１標準物質および第２標準物質（以下、「試料等」と呼ぶ）が導入される試料導入部１２、カラム温度調節部１３、分離カラム１４および試料ガス導入管１５を備える。質量分析部３０は、真空容器３１と、排気口３２と、試料等をイオン化してイオンＩｎを生成するイオン化部３３と、イオン調整部３４と、質量分離部３５と、検出部３６とを備える。イオン化部３３は、イオン化室３３１と、熱電子生成用フィラメント３３２と、トラップ電極３３３とを備える。
　情報処理部４０は、入力部４１と、通信部４２と、記憶部４３と、出力部４４と、制御部５０とを備える。制御部５０は、装置制御部５１と、データ処理部５２と、出力制御部５３とを備える。データ処理部５２は、マススペクトル生成部５２１と、比率算出部５２２と、判定部５２３とを備える。出力制御部５３は、通知部５３０を備える。
　測定部１００は、分離分析により試料等の各成分を分離し、試料等を検出する。
　ガスクロマトグラフ１０は、試料等に含まれる成分を物理的または化学的特性に基づいて分離する。分離カラム１４に導入される際に、試料等はガスまたはガス状となっているが、これを試料ガスと呼ぶ。
　キャリアガス流路１１は、ヘリウム等のキャリアガスの流路であり、キャリアガスを試料導入部１２に導入する（矢印Ａ１）。試料導入部１２は、試料気化室等の試料等を導入する室を備え、不図示のシリンジやオートサンプラー等の注入器により注入された試料等を一時的に収容し、試料等が液体の場合は気化させて、試料ガスを分離カラム１４に導入する（矢印Ａ２）。試料等の導入法は特に限定されず、スプリットレス導入法やスプリット導入法等を適宜用いることができる。
　分離カラム１４は、キャピラリーカラム等のカラムを備える。分離カラム１４は、カラムオーブン等を備えるカラム温度調節部１３により数百℃以下等に温度制御されている。試料ガスの各成分は、移動相と、分離カラム１４の固定相との間の分配係数等に基づいて分離され、分離された試料ガスの各成分は異なる時間に分離カラム１４から溶出し、試料ガス導入管１５を通って質量分析部３０のイオン化室３３１に導入される。
　質量分析部３０は、質量分析計を備え、イオン化部３３に導入された試料等をイオン化し、質量分離して検出する。イオン化部３３で生成されたイオンＩｎの経路を矢印Ａ３で模式的に示した。
　なお、以下では質量分析部３０として１つの四重極マスフィルタにより質量分離を行うシングル四重極質量分析計を用いる例を用いて説明する。しかし、電子イオン化等のイオン化により解離されたイオンＩｎを質量分析して検出することができれば、質量分析部３０を構成する質量分析計の種類は特に限定されない。当該質量分析計はタンデム質量分析計または多段階質量分析計としてもよい。イオン化の際に第２標準物質等の解離を行わない構成の場合、タンデム質量分析計や多段階質量分析計により衝突誘起解離（Ｃｏｌｌｉｓｏｎ－Ｉｎｄｕｃｅｄ　Ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ；ＣＩＤ）等で第２標準物質等の解離を行ってもよい。
　質量分析部３０の真空容器３１は、排気口３２を備える。排気口３２は、ターボ分子ポンプ等の、１０－２Ｐａ以下等の高真空が実現可能なポンプおよびその補助ポンプを含む不図示の真空排気系と接続されている。図１では、真空容器３１の内部の気体が排出される点を矢印Ａ４で模式的に示した。
　質量分析部３０のイオン化部３３は、イオン源を備え、イオン化部３３に導入された試料等を電子イオン化によりイオン化する。イオン化部３３は、熱電子生成用フィラメント３３２で生成された熱電子を、トラップ電極３３３に印加された数十ｅＶ等の電圧で加速し、イオン化室３３１の内部の試料等に照射してイオンＩｎを生成する。イオン化の際に試料等は解離されるため、イオンＩｎは、試料等が解離されて得られたフラグメントイオンを含む。イオン化部３３で生成されたイオンＩｎはイオン調整部３４に導入される。
　なお、イオン化部３３によるイオン化の方法は、解離を伴えば特に限定されず、例えば正イオン化学イオン化、負イオン化学イオン化および大気圧化学イオン化等の化学イオン化を用いてもよい。また、２以上の段階の質量分析計等でイオン化の後に別途解離を行う場合は、イオン化の方法は特に限定されない。
　質量分析部３０のイオン調整部３４は、レンズ電極やイオンガイド等のイオン輸送系を備え、電磁気学的作用により、イオンＩｎを収束させる等して調整する。イオン調整部３４から出射されたイオンＩｎは質量分離部３５に導入される。
　質量分析部３０の質量分離部３５は、四重極マスフィルタを備え、導入されたイオンＩｎを質量分離する。質量分離部３５は、四重極マスフィルタに印加された電圧により、ｍ／ｚの値に基づいてイオンＩｎを選択的に通過させる。質量分離部３５で質量分離されたイオンＩｎは検出部３６に入射する。
　なお、質量分離部を構成する質量分析器は特に限定されず、飛行時間型等の質量分析器を用いてもよい。
　質量分析部３０の検出部３６は、イオン検出器を備え、入射したイオンＩｎを検出する。検出部３６は、入射したイオンＩｎの検出により得られた検出信号を、不図示のＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換し、デジタル化された検出信号を測定データとして情報処理部４０の制御部５０に出力する（矢印Ａ５）。
　情報処理部４０は、電子計算機等の情報処理装置を備え、ユーザーとのインターフェースとなる他、様々なデータに関する通信、記憶、演算等の処理を行う。
　なお、情報処理部４０は、測定部１００と一体となった一つの装置として構成してもよい。また、質量分析装置１が用いるデータの一部は遠隔のサーバ等に保存してもよく、質量分析装置１が行う演算処理の一部は遠隔のサーバ等で行ってもよい。
　入力部４１は、マウス、キーボード、各種ボタンまたはタッチパネル等の入力装置を含んで構成される。入力部４１は、測定部１００の制御や制御部５０の処理に必要な情報等を、ユーザーから受け付ける。通信部４２は、インターネット等の無線や有線接続により通信可能な通信装置を含んで構成され、測定部１００の制御や制御部５０の処理に関するデータ等を適宜送受信する。
　記憶部４３は、不揮発性の記憶媒体で構成され、測定データ、制御部５０が処理を実行するためのプログラム、データ処理部５２が処理を行うために必要なデータおよび当該処理により得られたデータ等を記憶する。出力部４４は、液晶モニタ等の表示装置やプリンター等を含んで構成される。出力部４４は、本実施形態の質量分析装置の評価方法により、質量分析装置１が分析に適した状態でないと判定された旨の通知や、データ処理部５２の処理により得られたデータ等を、表示装置に表示したり、プリンターにより印刷したりして出力する。
　制御部５０は、ＣＰＵ等のプロセッサからなり、測定部１００の各部の動作を制御したり、測定データを処理する。
　制御部５０の装置制御部５１は、測定部１００の各部の動作を制御する。例えば、装置制御部５１は、質量分離部３５で通過させるイオンのｍ／ｚを連続的に変化させるスキャンモードによりイオンＩｎの検出を行うことができる。この場合、装置制御部５１は、入力部４１からの入力等に基づいて設定された範囲（例えば、３０～５００等）のｍ／ｚを有するイオンＩｎが質量分離部３５を選択的に通過するように、質量分離部３５の電圧を変化させる。さらに、装置制御部５１は、質量較正等の較正において、質量分析装置１の各部の電圧値等を制御する。
　制御部５０のデータ処理部５２は、測定データを処理し、解析する。データ処理部５２は、第２標準物質のフラグメントイオンのマススペクトルを解析し、質量分析装置１が分析に適した状態であるかについての情報を取得する。その他、データ処理部５２は、分析対象の試料の定量等の様々な解析を行うことができる。
　マススペクトル生成部５２１は、イオンＩｎの、ｍ／ｚと検出信号の強度とを対応させマススペクトルに対応するデータ（以下、マススペクトルデータと呼ぶ）を作成する。
　比率算出部５２２は、第２標準物質のフラグメントイオンのマススペクトルから基準ピークおよび比較対象ピークを検出し、基準ピークについて検出された強度に対する比較対象ピークについて検出された強度の比率（強度比率）を算出する。比率算出部５２２は、例えば、記憶部４３等に記憶されている、基準ピークおよび比較対象ピークが検出される範囲を示すデータ（ｍ／ｚ　１４８～１５０等）を参照し、当該範囲において検出された強度が最も高いピークをそれぞれ基準ピークおよび比較対象ピークとする。
　判定部５２３は、算出された強度比率に基づいて、質量分析装置が分析に適した状態にあるか否かを判定する。判定部５２３は、記憶部４３等に記憶されている、上述の許容範囲の数値を参照し、算出された強度比率が許容範囲に含まれるか否かを判定（以下、強度比率判定と呼ぶ）する。判定部５２３は、比較対象ピークが複数ある場合には、それぞれの比較対象ピークについて強度比率判定を行い、一つでも許容できないものがあれば、質量分析装置１は分析に適した状態にないものとすることができる。
　出力制御部５３は、データ処理部５２の処理により得られた、マススペクトルまたは強度比率判定の結果を示す情報等を含む出力画像を生成し、出力部４４を制御して当該出力画像を出力させる。
　出力制御部５３の通知部５３０は、質量分析装置１が分析に適した状態にない場合に、その旨を質量分析装置１のユーザー（以下、単にユーザーと呼ぶ）に伝えるための通知を出力する。例えば、通知部５３０は、判定部５２３の強度比率判定の結果、質量分析装置１は分析に適した状態にないと判定された場合、「精度の高い分析ができない可能性があります」「ＦＡＩＬ」等の文字を出力部４４に出力させ、警告することができる。さらに、通知部５３０は、強度比率が許容範囲外であると判定された比較対象ピークについての情報を出力させてもよい。この情報は、例えば当該比較対象ピークのｍ／ｚであり、これによりｍ／ｚのどの範囲に問題があるかをユーザーに伝えることができる。通知部５３０は、強度比率判定の結果、質量分析装置１が分析に適した状態であると判定された場合にも、「ＰＡＳＳ」等の文字を出力部４４に出力させてもよい。
（分析方法について）
　図４は、本実施形態に係る分析方法の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１００１において、質量分析部３０は第１標準物質を質量分析し、装置制御部５１は質量分析装置１を較正する。ステップＳ１００１が終了したら、ステップＳ１００３が開始される。ステップＳ１００３において、質量分析部３０は、フタル酸のエステル（第２標準物質）を質量分析し、フタル酸のエステルが解離されて生成した複数のフラグメントイオンを検出する。ステップＳ１００３が終了したらステップＳ１００５が開始される。
　ステップＳ１００５において、比率算出部５２２は、フラグメントイオンの基準ピークと比較対象ピークとの強度の比率（強度比率）を算出する。ステップＳ１００５が終了したら、ステップＳ１００７が開始される。ステップＳ１００７において、判定部５２３は、強度比率が所定の範囲（許容範囲）にあるかを判定する。強度比率が許容範囲にある場合、判定部５２３はステップＳ１００７を肯定判定しステップＳ１００９が開始される。強度比率が許容範囲にない場合、判定部５２３はステップＳ１００７を否定判定しステップＳ１０１１が開始される。
　ステップＳ１００９において、質量分析装置１は、分析対象の試料の分析を行う。この分析で得られた情報は、出力部４４等から出力される。ステップＳ１００９が終了したら、処理が終了される。
　ステップＳ１０１１において、通知部５３０は、質量分析装置１が分析に適した状態にない旨を示す通知を出力部４４に出力させる。ステップＳ１０１１が終了したら、ステップＳ１０１３が開始される。ステップＳ１０１３において、ユーザーは、質量分析装置の修理や調整を行う。ステップＳ１０１３が終了したら、処理が終了される。
　なお、ステップＳ１０１３において、装置制御部５１は、強度比率判定の結果等の評価に基づいて質量分析装置１を較正してもよい。
（質量分析用試薬について）
　本実施形態では、質量分析により得られた、フタル酸のエステルが解離されて生成された複数のフラグメントイオンの強度の比に基づいて質量分析装置の評価を行うための質量分析用試薬が提供される。この質量分析用試薬は、上述の第２標準物質を含む。これにより、質量分析装置がフタル酸のエステル等の化学物質の分析に適した状態にあるかについての正確な評価を行うための標準物質を容易に調製することができる。
　上述の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）本実施形態の質量分析装置の評価方法は、質量分析装置１により、フタル酸のエステルを質量分析し、フタル酸のエステルが解離されて生成された複数のイオンＩｎを検出することと、検出された複数のイオンＩｎの強度の比に基づいて、質量分析装置１が分析に適した状態にあるかについての情報を取得することとを備える。これにより、質量分析装置１がフタル酸のエステル等の化学物質の分析に適した状態にあるかについての正確な評価を行うことができる。このような評価を正確に行うことができると、分析対象の化合物それぞれの検量線等を作成したりせずとも、汎用化されたデータベースの分析条件と合わせることで当該データベースの情報を用いた分析を行うことができる。その結果、より多くの化合物についてより迅速に分析を行うことができる。また、本実施形態において、「比」とはＡ、Ｂの二者間のＡ：ＢまたはＡ／Ｂ等で表される関係とし、「比率」（Ａ／Ｂ）を含むものとする。
（２）本実施形態の質量分析装置の評価方法において、検出された３以上のフラグメントイオンの間の強度の複数の比に基づいて、上記情報を取得することができる。これにより、３以上のフラグメントイオンの強度の情報を利用してより正確な評価を行うことができる。
（３）本実施形態の質量分析装置の評価方法において、第２標準物質はフタル酸エステルであり、検出された複数のイオンＩｎは、ｍ／ｚの値が１４８以上１５０以下の範囲にあるピークに対応するイオンを含むことができる。この場合、フタル酸エステルのフラグメントイオンに共通して検出されるピークを用いて質量分析装置１の評価を行うため、様々なフタル酸エステルを分析対象にする場合でも正確に評価を行うことができる。
（４）本実施形態の質量分析装置の評価方法において、ｍ／ｚの値が１４８以上１５０以下の範囲にある基準ピークの強度に対する比較対象ピークの強度の比が所定の範囲にあるか否かに基づいて、質量分析装置１が分析に適した状態であるか否かを判定することができる。これにより、フタル酸エステルのフラグメントイオンに共通して検出されるピークを基準にして質量分析装置１の評価を行うため、様々なフタル酸エステルを分析対象にする場合でもより正確に評価を行うことができる。
（５）本実施形態の質量分析装置の評価方法において、フタル酸のエステルは、電子イオン化、正イオン化学イオン化、負イオン化学イオン化、大気圧化学イオン化、または衝突誘起解離により解離される。これにより、過去にこれらのイオン化法を用いて得られたマススペクトルの情報を利用して正確に評価を行うことができる。
（６）本実施形態の質量分析装置の評価方法において、質量分析装置１が分析に適した状態にない場合に、通知が出力される。これにより、質量分析装置１についての情報をユーザーにわかりやすく伝えることができる。
（７）本実施形態に係る質量分析装置の較正方法は、上述の質量分析装置の評価方法により質量分析装置１の評価を行い、この評価に基づいて質量分析装置１を較正することができる。これにより、フタル酸のエステルを用いた正確な質量分析装置１の評価に基づいて、効率よく質量分析装置１の較正をすることができる。
（８）本実施形態に係る分析方法は、上述の質量分析装置の評価方法により質量分析装置１を評価することと、質量分析装置１を用いて分析を行うこととを備える。これにより、質量分析装置１により得られた分析の精度を正確に把握することができる。
（９）本実施形態に係る質量分析装置は、フタル酸のエステルを質量分析し、フタル酸のエステルが解離されて生成された複数のイオンＩｎを検出する質量分析部３０と、検出された複数のイオンＩｎの強度の比に基づいて、質量分析部３０が分析に適した状態にあるかについての情報を取得する情報取得部（データ処理部５２）とを備える。これにより、質量分析装置１がフタル酸のエステル等の化学物質の分析に適した状態にあるかについての正確な評価を行うことができる。
　次のような変形も本発明の範囲内であり、上述の実施形態と組み合わせることが可能である。以下の変形例において、上述の実施形態と同様の構造、機能を示す部位等に関しては、同一の符号で参照し、適宜説明を省略する。
（変形例１）
　上述の実施形態において、分析対象の試料の分析を行う際、第２標準物質について算出された強度比率を用いて当該分析で得られた値を補正してもよい。例えば、第１ピークについての強度比率が許容範囲（５％以上１５％以下）内の１５％であったとする。許容範囲の中点である１０％に近付けるようにするには、第１ピークに対応するｍ／ｚ　２７９近傍の値を３分の２に近付ければよい。従って、分析対象の試料の分析でも、このような補正を行うことで、より正確なデータとすることができる。
（変形例２）
　フタル酸のエステルは、建築材料にも用いられているため、室内の空気や大気中にも存在する。従って、室内の空気や大気を捕集し、第２標準物質としてもよい。これにより、質量分析装置１の付近等で第２標準物質を調達することができる。
（変形例３）
　上述の実施形態では、第１標準物質および第２標準物質をガスクロマトグラフ１０に導入したが、質量分析部３０のイオン化部３３に直接導入してもよい。
　本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではない。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。
１…質量分析装置、１０…ガスクロマトグラフ、１２…試料導入部、１４…分離カラム、１５…試料ガス導入管、３０…質量分析部、３３…イオン化部、３５…質量分離部、３６…検出部、４０…情報処理部、４４…出力部、５０…制御部、５２…データ処理部、５３…出力制御部、１００…測定部、５２１…マススペクトル生成部、５２２…比率算出部、５２３…判定部、５３０…通知部、Ｉｎ…イオン。

Claims (15)

  1. 　質量分析装置により、フタル酸のエステルを質量分析し、前記フタル酸のエステルが解離されて生成された複数のイオンを検出することと、
    　検出された前記複数のイオンの強度の比に基づいて、前記質量分析装置が分析に適した状態にあるかについての情報を取得することとを備える質量分析装置の評価方法。
  2. 　請求項１に記載の質量分析装置の評価方法において、
    　検出された３以上の前記イオンの間の強度の複数の前記比に基づいて、前記情報を取得する質量分析装置の評価方法。
  3. 　請求項１または２に記載の質量分析装置の評価方法において、
    　前記フタル酸のエステルは、フタル酸のオルト体のエステルである質量分析装置の評価方法。
  4. 　請求項３に記載の質量分析装置の評価方法において、
    　前記フタル酸のエステルは、フタル酸ジイソブチル（ＤＩＢＰ）、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）、フタル酸ブチルベンジル（ＢＢＰ）、フタル酸ジ（２－エチルヘキシル）（ＤＥＨＰ）、フタル酸ジノルマルオクチル（ＤＮＯＰ）、フタル酸ジイソノニル（ＤＩＮＰ）、フタル酸ジイソデシル（ＤＩＤＰ）、フタル酸モノ（２－エチルヘキシル）、フタル酸ジメチル（ＤＭＰ）、フタル酸ジエチル（ＤＥＰ）、フタル酸ジプロピル、フタル酸ジ（２－メトキシエチル）、フタル酸ビス（２－ブトキシエチル）、フタル酸－ｎ－ペンチルイソペンチル、フタル酸ジプロピルヘプチル、フタル酸ジ－ｎ－ペンチル（ＤＰＥＮＰ)、フタル酸ジ－イソ－ペンチル（ＤＰＥＮＰ)、フタル酸ジ－ｎ－ヘキシル（ＤＨＥＸＰ）、フタル酸ジイソヘキシル、フタル酸ジシクロヘキシル（ＤＣＨＰ）、フタル酸ジベンジル、フタル酸ジへプチル、フタル酸ジイソヘプチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジイソウンデシルおよびフタル酸ジイソトリデシルからなる群から選択される質量分析装置の評価方法。
  5. 　請求項４に記載の質量分析装置の評価方法において、
    　前記フタル酸のエステルは、フタル酸ジ（２－エチルヘキシル）（ＤＥＨＰ）である質量分析装置の評価方法。
  6. 　請求項１から５までのいずれか一項に記載の質量分析装置の評価方法において、
    　前記検出された複数のイオンは、ｍ／ｚの値が１４８以上１５０以下の範囲にあるピークに対応するイオンを含む質量分析装置の評価方法。
  7. 　請求項６に記載の質量分析装置の評価方法において、
    　前記検出された複数のイオンに対応するピークのうち、ｍ／ｚの値が１４８以上１５０以下の範囲にあるピークの強度に対する所定のピークの強度の比が所定の範囲にあるか否かに基づいて、前記質量分析装置が前記分析に適した状態であるか否かを判定する質量分析装置の評価方法。
  8. 　請求項７に記載の質量分析装置の評価方法において、
    　前記フタル酸のエステルは、フタル酸ジ（２－エチルヘキシル）（ＤＥＨＰ）であり、
    　前記所定のピークは、ｍ／ｚの値が２７８以上２８０以下の範囲にある第１ピーク、１６６以上１６８以下の範囲にある第２ピーク、１１２以上１１４以下の範囲にある第３ピーク、７０以上７２以下の範囲にある第４ピーク、および５６以上５８以下の範囲にある第５ピークの少なくとも一つであり、
    　前記第１ピークの場合の前記所定の範囲は、５％以上１５％以下であり、前記第２ピークの場合の前記所定の範囲は３３％以上４８以下であり、前記第３ピークの場合の所定の範囲は８％以上１６％以下であり、前記第４ピークの場合の前記所定の範囲は１７％以上３０％以下であり、前記第５ピークの場合の前記所定の範囲は１７％以上４４％以下である質量分析装置の評価方法。
  9. 　請求項１から８までのいずれか一項に記載の質量分析装置の評価方法において、
    　前記フタル酸のエステルは、電子イオン化、正イオン化学イオン化、負イオン化学イオン化、大気圧化学イオン化、または衝突誘起解離により解離される質量分析装置の評価方法。
  10. 　請求項１から９までのいずれか一項に記載の質量分析装置の評価方法において、
    　前記質量分析装置が前記分析に適した状態にない場合に、通知を出力することを備える質量分析装置の評価方法。
  11. 　請求項１から１０までのいずれか一項に記載の質量分析装置の評価方法により質量分析装置の評価を行うことと、
    　前記評価に基づいて前記質量分析装置を較正することとを備える質量分析装置の較正方法。
  12. 　請求項１から１０までのいずれか一項に記載の質量分析装置の評価方法により質量分析装置を評価することと、
    　前記質量分析装置を用いて分析を行うこととを備える分析方法。
  13. 　請求項１２に記載の分析方法において、
    　前記検出された複数のイオンの強度の比に基づいて、前記分析により得られたデータを較正する分析方法。
  14. 　フタル酸のエステルを質量分析し、前記フタル酸のエステルが解離されて生成された複数のイオンを検出する質量分析部と、
    　検出された前記複数のイオンの強度の比に基づいて、前記質量分析部が分析に適した状態にあるかについての情報を取得する情報取得部と
    を備える質量分析装置。
  15. 　フタル酸のエステルを備え、
    　質量分析により得られた、前記フタル酸のエステルが解離されて生成された複数のイオンの強度の比に基づいて質量分析装置の評価を行うための質量分析用試薬。
    　 
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