特許 6857577 ガスクロマトグラフ質量分析装置、およびガスクロマトグラフ質量分析方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6857577

(24)【登録日】2021年3月24日

(45)【発行日】2021年4月14日

(54)【発明の名称】ガスクロマトグラフ質量分析装置、およびガスクロマトグラフ質量分析方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 30/72 20060101AFI20210405BHJP

   G01N 30/54 20060101ALI20210405BHJP

   G01N 30/26 20060101ALI20210405BHJP

   G01N 27/62 20210101ALI20210405BHJP

【ＦＩ】

   G01N30/72 F

   G01N30/54 F

   G01N30/54 H

   G01N30/26 N

   G01N27/62 C

【請求項の数】13

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-168248(P2017-168248)

(22)【出願日】2017年9月1日

(65)【公開番号】特開2019-45284(P2019-45284A)

(43)【公開日】2019年3月22日

【審査請求日】2020年3月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004271

【氏名又は名称】日本電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000925

【氏名又は名称】特許業務法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】上田 祥久

(72)【発明者】

【氏名】小野寺 潤

【審査官】 黒田 浩一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２７１２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３３７５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１８１７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／００７４４９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭６３−１１１４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０４４２２７４５（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３０／００−３０／９６

Ｇ０１Ｎ ２７／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

分離カラムと、
前記分離カラムの排出端に接続された二股の分岐管と、
前記分岐管を介して前記分離カラムに接続された第１配管と、
前記第１配管を介して前記分離カラムに接続されたクロマト検出器と、
前記分岐管を介して前記分離カラムに接続され、前記分離カラムによって分離された成分を含む分離ガスを前記第１配管よりも遅れて排出する第２配管と、
前記第２配管を介して前記分離カラムに接続された質量分析計と、
前記第２配管における前記質量分析計との接続端を冷却するための冷却器と、
前記分離カラムにおいて分離された成分が前記クロマト検出器において検出された場合に、前記検出された成分が前記第２配管の接続端に達するタイミングで前記冷却器を駆動させる制御部とを備えた
ガスクロマトグラフ質量分析装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記クロマト検出器で検出された前記成分のピーク幅に合わせて前記冷却器の駆動を停止させる
請求項１に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置。

【請求項3】

前記第２配管は、前記第１配管よりも内径が大きい
請求項１または２に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置。

【請求項4】

前記第２配管は、前記第１配管よりも長い
請求項１〜３の何れか１項に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記クロマト検出器での検出によって得られたクロマトグラムに合わせて、前記質量分析計で得られたマスクロマトグラムの保持時間を補正する
請求項１〜４の何れか１項に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置。

【請求項6】

前記分離カラムを収容し前記分離カラムと共にクロマト分離部を構成する加熱オーブンを備え、
前記分岐管、前記第１配管、および前記第２配管が、前記分離カラムと共に前記加熱オーブン内に収容されている
請求項１〜５の何れか１項に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置。

【請求項7】

前記冷却器は、前記加熱オーブン内に配置され、駆動を停止した状態において前記第２配管の接続端が前記加熱オーブンによって加熱されるように設けられている
請求項６に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置。

【請求項8】

分離カラムに接続された分岐管が、前記分離カラムによって分離された成分を含む分離ガスを第１配管と第２配管とに分配し、
前記第１配管に接続されたクロマト検出器が、前記分離カラムにおいて分離された成分を検出し、
前記第２配管に接続された質量分析計が、前記クロマト検出器で検出された成分を前記クロマト検出器よりも遅いタイミングで検出し、
前記第１配管に接続されたクロマト検出器が前記分離カラムにおいて分離された成分を検出した場合に、制御部が、前記第２配管における前記質量分析計との接続端に前記検出された成分が達するタイミングで前記第２配管の接続端に設けた冷却器を駆動させる
ガスクロマトグラフ質量分析方法。

【請求項9】

前記制御部は、前記クロマト検出器で検出された前記成分のピーク幅に合わせて前記冷却器の駆動を停止させる
請求項８に記載のガスクロマトグラフ質量分析方法。

【請求項10】

前記第２配管は、前記分離カラムによって分離された成分を含む分離ガスを前記第１配管よりも遅れて排出する
請求項８または９に記載のガスクロマトグラフ質量分析方法。

【請求項11】

前記制御部は、前記クロマト検出器での検出によって得られたクロマトグラムに合わせて、前記質量分析計で得られたマスクロマトグラムの保持時間を補正する
請求項８〜１０の何れか１項に記載のガスクロマトグラフ質量分析方法。

【請求項12】

前記分離カラムと共にクロマト分離部を構成する加熱オーブンが、前記分岐管、前記第１配管、および前記第２配管を加熱する
請求項８〜１１の何れか１項に記載のガスクロマトグラフ質量分析方法。

【請求項13】

前記加熱オーブンは、前記冷却器の駆動を停止した状態において前記第２配管の接続端を加熱する
請求項１２に記載のガスクロマトグラフ質量分析方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガスクロマトグラフ質量分析装置、およびガスクロマトグラフ質量分析方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスクロマトグラフ質量分析装置においては、ガスクロマトグラフの分離カラムで分離した試料成分のうち、目的成分が含まれる試料ガスが通過するタイミングで試料ガスを選択的に冷却してトラップすることにより、目的成分の広がりを抑えて感度の向上を図る技術が知られている。

【0003】

このような技術として、先ず、１回目のモニタリング分析で取得されたクロマトグラムの表示に基づいて、オペレーターが目的成分のピークを見つけ、その目的成分を詳細に分析するためのプログラムの数値を入力する。これにより、オペレーターの指示により高分解能分析が開始されると、中央制御部により、入力されたプログラムにした流路切換え部に到達した試料ガス中の成分だけが冷却トラップに捕集され、第２カラムで十分に分離された第２検出器で検出される構成が開示されている（下記特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−２２６６７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した構成のガスクロマトグラフ質量分析装置は、目的成分を含む複数の成分のピークを分離する技術としては優れているものの、目的とする分子の定量分析を行うためには、２度の成分分離と分析を実施する必要があった。

【0006】

そこで本発明は、１回の成分分離でリアルタイムに高精度な定量分析を実施することが可能なガスクロマトグラフ質量分析装置、およびガスクロマトグラフ質量分析方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

このような目的を達成するための本発明は、分離カラムと、前記分離カラムの排出端に接続された二股の分岐管と、前記分岐管を介して前記分離カラムに接続された第１配管と、前記第１配管を介して前記分離カラムに接続されたクロマト検出器と、前記分岐管を介して前記分離カラムに接続され、前記分離カラムによって分離された成分を含む分離ガスを前記第１配管よりも遅れて排出する第２配管と、前記第２配管を介して前記分離カラムに接続された質量分析計と、前記第２配管における前記質量分析計との接続端を冷却するための冷却器と、前記分離カラムにおいて分離された成分が前記クロマト検出器において検出された場合に、前記検出された成分が前記第２配管の接続端に達するタイミングで前記冷却器を駆動させる制御部とを備えたガスクロマトグラフ質量分析装置である。また本発明、このガスクロマトグラフ質量分析装置を用いて実施されるガスクロマトグラフ質量分析方法でもある。

【発明の効果】

【0008】

以上のような構成の本発明によれば、１回の分析でリアルタイムに高精度な定量分析を実施することが可能なガスクロマトグラフ質量分析装置、およびガスクロマトグラフ質量分析方法を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係るガスクロマトグラフ質量分析装置の概略構成図である。

【図2】実施形態に係るガスクロマトグラフ質量分析装置の制御部の機能を説明するための図である。

【図3】実施形態に係るガスクロマトグラフ質量分析装置の制御部の機能を説明するためのグラフである。

【図4】実施形態に係るガスクロマトグラフ質量分析方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明のガスクロマトグラフ質量分析装置およびガスクロマトグラフ質量分析方法の実施の形態を、この順に図面に基づいて詳細に説明する。

【0011】

≪ガスクロマトグラフ質量分析装置≫
図１は、実施形態に係るガスクロマトグラフ質量分析装置１の概略を示す構成図である。図１に示すガスクロマトグラフ質量分析装置１は、ガスクロマトグラフで分離した試料成分を順次に質量分析するものであって、クロマト分離部１０、分岐管２０、第１配管２１、第２配管２２、クロマト検出器３０、冷却器４０、質量分析計５０、および制御部６０を備えている。以下、これらの構成要素の詳細を説明する。

【0012】

＜クロマト分離部１０＞
クロマト分離部１０は、分析対象となる混合物試料を成分毎に分離する部分である。このクロマト分離部１０は、分析対象となる混合物試料を導入するための試料導入部１１と、導入された試料を成分毎に分離するための分離カラム１２と、これらを収容する加熱オーブン１３とを備えている。

【0013】

［試料導入部１１］
試料導入部１１は、マイクロシリンジ２を用いて混合物試料が導入される部分である。この試料導入部１１は、ヒーター(図示せず）によって高温に加熱され、マイクロシリンジ２から導入された混合物試料を加熱する。この際、マイクロシリンジ２から導入される混合物試料が液体であれば、液体の混合物試料が試料導入部１１においてガス化され、混合物試料が気体であればそのまま加熱される。

【0014】

また試料導入部１１には、任意の流速でキャリアガスが供給され、このキャリアガスを移動相として、ガス状の混合物試料を分離カラム１２の一方の端部から分離カラム１２内に送り込む。キャリアガスには不活性ガスが用いられる。一例として、試料導入部１１に供給されるキャリアガスの流速は、以降に説明する加熱オーブン１３による加熱温度が１５０℃程度である場合、１．７ｍｌ／分程度であり、試料導入部１１の圧力は２７７ｋＰａ程度である。

【0015】

［分離カラム１２］
分離カラム１２は、試料導入部１１から導入されたガス状の混合物試料を成分毎に分離するものである。この分離カラム１２は、キャリアガスと共にカラム中を移動する混合物試料中の各成分を、カラム中の固定相との相互作用（吸着、分配）によって選択的に遅延させて時間的に分離し、各成分に固有の保持時間（Retention Time：ＲＴ）で分岐管２０に供給する。このような分離カラム１２は、一例として内径０．２５ｍｍ、長さ６０ｍである。

【0016】

［加熱オーブン１３］
加熱オーブン１３は、温度制御機能を備えたものであって、試料導入部１１から分離カラム１２内に導入された混合物試料およびキャリアガスを加熱する。加熱オーブン１３による分離カラム１２および分離カラム１２内の混合物試料およびキャリアガスの加熱は、予め設定された温度プログラムにしたがって加熱温度を変更して実施される。

【0017】

＜分岐管２０＞
分岐管２０は、分離カラム１２の他方の端部である排出端に接続されたもので、分離カラム１２で分離された各成分とキャリアガスとを含んで供給されるガス（以下、分離ガスと称する）を、次に説明する第１配管２１と第２配管２２とに分配して供給するためのものでる。

【0018】

＜第１配管２１＞
第１配管２１は、分岐管２０によって分配された分離ガスを、以降に説明するクロマト検出器３０に導入するための配管であって、分岐管２０に接続された状態でクロマト分離部１０の加熱オーブン１３の内部に収容されている。この第１配管２１は、分離ガス中に含有される成分を分離する機能を有しておらず、分離カラム１２によって各成分が分離された分離ガスを、そのままクロマト検出器３０側に流して導入するものである。

【0019】

このような第１配管２１は、次に説明する第２配管２２よりも内径が小さい。第１配管２１の内径は、クロマト検出器３０によって混合物試料中の各成分のピークが確認可能な程度に必要十分な量の分離ガスが導入される程度の大きさであればよい。また第１配管２１は、第２配管２２よりも短く、次に説明する第２配管２２よりも分離ガスの通過時間が短い、つまり第２配管２２よりも短時間で分離ガスを排出する。

【0020】

このような第１配管２１は、一例として内径が０．１５ｍｍであり、長さが０．６ｍである。この場合、第１配管２１内における分離ガスの流速は０．４３ｍｌ／分となり、第１配管２１における分離ガスの通過時間は約０．９秒となる。

【0021】

＜第２配管２２＞
第２配管２２は、分岐管２０によって分配された分離ガスを、以降に説明する質量分析計５０に導入するための配管であって、分岐管２０に接続された状態でクロマト分離部１０の加熱オーブン１３の内部に収容されている。この第２配管２２は、分離ガス中の成分を分離する機能を有しておらず、分離カラム１２によって各成分が分離された分離ガスを、そのまま質量分析計５０側に流して導入するものである。

【0022】

このような第２配管２２は、第１配管２１よりも内径が大きい。第２配管２２の内径は、できるだけ多量の分離ガスが導入され、これにより第２配管２２に接続された質量分析計５０において十分な感度が得られる大きさであることとする。また第２配管２２は、第１配管２１よりも長い。第２配管２２の長さは、第１配管２１よりも分離ガスの通過時間が長く、第１配管２１よりも所定の時間差で遅れて分離ガスが排出される長さである。

【0023】

このような第２配管２２の長さは、第１配管２１を通過した分離ガス中の成分がクロマト検出器３０で検出された後、さらに数秒の時間差を経て、クロマト検出器３０で検出された成分を含む分離ガスが第２配管２２の先端に達する程度の長さであることとする。ここで、第２配管２２の先端とは、第２配管２２における質量分析計５０との接続端２２ａである。この時間差は、一例として１０秒程度である。

【0024】

このような第２配管２２は、一例として内径が０．２５ｍｍであり、長さが９ｍである。この場合、第２配管２２内における分離ガスの流速は１．２８ｍｌ／分となり、第２配管２２における分離ガスの通過時間は約１１．６秒となる。

【0025】

したがって上記に一例として示した各条件の場合、第１配管２１を経た分離ガス中の成分がクロマト検出器３０で検出された後、クロマト検出器３０で検出された成分を含む分離ガスが第２配管２２の接続端２２ａに達するまでに、約１０．７秒の時間差を設けることができる。

【0026】

またこの場合、第１配管２１と第２配管２２との間の分離ガスの分配比は、約１：３となる。これにより、第１配管２１に接続されたクロマト検出器３０に対して十分な量の分離ガスを供給しつつ、第２配管２２に接続された質量分析計５０に対して、感度を損なうことのない量の分離ガスを供給することができる。

【0027】

＜クロマト検出器３０＞
クロマト検出器３０は、クロマト分離部１０で分離された後に第１配管２１から供給される分離ガス中の各成分を検出するための検出器である。クロマト検出器３０は、第１配管２１の先端に接続された状態で、クロマト分離部１０の加熱オーブン１３の外側に配置されている。このようなクロマト検出器３０は、質量分析計以外の一般的なガスクロマトグラフ用の検出器が適用され、第１配管２１から供給される分離ガス中の成分の検出信号を分離カラム１２における保持時間［ＲＴ］に対して関連付けたクロマトグラムを得る。

【0028】

このようなクロマト検出器３０としては、例えば水素炎イオン化検出器（Flame Ionization Detector：ＦＩＤ）、熱伝導度検出器（Thermal Conductivity Detector：ＴＣＤ）、電子捕獲型検出器（Electron Capture Detector：ＥＣＤ）、窒素リン検出器（Nitrogen-Phosphorous Detector：ＮＰＤ）、フレーム光度型検出器（Flame Photometric Detector：ＦＰＤ）、および光イオン化検出器（Photo Ionization Detector：ＰＩＤ）等が用いられる。

【0029】

＜冷却器４０＞
冷却器４０は、第２配管２２から質量分析計５０に供給される分離ガスを、第２配管２２における接続端２２ａにおいて一時的に冷却することによってトラップし、分離ガス中に含まれる成分を凝縮した状態で質量分析計５０に供給するためのものである。この冷却器４０は、第２配管２２における接続端２２ａを加熱する状態で配置されている。また冷却器４０は、駆動制御機能を備えたものであって、クロマト分離部１０の加熱オーブン１３の内部に収容されている。これにより、冷却器４０の駆動を停止した状態では、第２配管２２における接続端２２ａが加熱オーブン１３によって加熱され、接続端２２ａ内の分離ガスが加熱された状態で質量分析計５０に供給される構成となっている。このような冷却器４０の駆動は、以降に説明する制御部６０によって制御される。

【0030】

なお加熱オーブン１３とは別に第２配管２２の接続端２２ａを加熱するための加熱手段が設けられていれば、加熱オーブン１３の外側に冷却器４０を設けた構成であってもよい。

【0031】

＜質量分析計５０＞
質量分析計５０は、クロマト分離部１０において時間的に分離された状態で第２配管２２から供給される各成分を順次にイオン化し、イオン化した各成分のイオンをさらに質量電荷比［ｍ／ｚ］に応じて分離して検出する部分である。この質量分析計５０は、例えばインターフェース５０ａを介して第２配管２２の接続端２２ａに接続された状態でクロマト分離部１０の加熱オーブン１３の外側に配置されている。インターフェース５０ａは、分離ガスを質量分析計５０に供給する部分である。このような質量分析計５０は、次のようなイオン化部、質量分離部、および検出部を備えている。

【0032】

［イオン化部］
イオン化部は、分離ガス中の成分を順次にイオン化する。このイオン化部では、それぞれの成分の分子イオンと、分子イオンが開裂した複数のフラグメントイオンとが生成される。

【0033】

［質量分離部］
質量分離部は、イオン化部から供給された各イオンを質量電荷比［ｍ／ｚ］毎に分離し、特定の質量電荷比［ｍ／ｚ］のイオンのみを通過させて検出部に到達させるためのものである。質量分離部は、ＳＩＭ（Selected Ion Monitoring）モード、スキャンモード、またはこれらを組み合わせたモードでの質量分離を実施する。

【0034】

ＳＩＭモードの質量分離を実施する場合であれば、質量分離部は、予め測定対象となる成分に特有の質量電荷比［ｍ／ｚ］を設定しておき、設定した質量電荷比［ｍ／ｚ］のイオンだけをモニタリングする。スキャンモードの質量分離を実施する場合であれば、質量分離部は、保持時間［ＲＴ］に対応する一定時間ごとに、検出部に到達させるイオンの質量電荷比［ｍ／ｚ］をスキャンさせる。またこれらを組み合わせたモードの質量分離を実施する場合であれば、質量分析部は、ＳＩＭモードとスキャンモードの両方の質量分離を高速で切り替えて実施する。

【0035】

このような質量分離部は、その方式が限定されることはなく、質量分離のモードとイオン化部との組み合わせによって適宜の方式のものが用いられる。

【0036】

［検出部］
検出部は、質量分離部において質量電荷比［ｍ／ｚ］に応じて分離されたイオンの信号強度を、各保持時間［ＲＴ］において検出する。これにより、保持時間［ＲＴ］を横軸とし信号強度を縦軸としたクロマトグラムを得る。また特に、質量分離部がスキャンモードでの質量分離を実施する場合、検出部は、質量分離部において質量電荷比［ｍ／ｚ］に応じて分離されたイオンの信号強度を検出し、得られた信号強度を各スキャンに対応させて取り出す。これにより、クロマトグラムの各保持時間［ＲＴ］において、質量電荷比［ｍ／ｚ］に応じた質量スペクトルを得る。またこれと共に、質量電荷比［ｍ／ｚ］毎のクロマトグラム（マスクロマトグラム）や、全質量電荷比［ｍ／ｚ］の信号を加算したクロマトグラムを得る。

【0037】

＜制御部６０＞
制御部６０は、クロマト検出器３０からの信号に基づいて冷却器４０の駆動を制御し、また質量分析計５０の信号をクロマト検出器３０の信号と関連付けしたデータを作成する。このような制御部６０は、例えばここでの図示を省略したＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびＲＯＭ（Read Only Memory）によって構成され、ピーク検出部６１、冷却駆動演算部６２、およびクロマトグラム補正部６３を備えている。

【0038】

図２は、実施形態に係るガスクロマトグラフ質量分析装置の制御部の機能を説明するための図である。また図３は、実施形態に係るガスクロマトグラフ質量分析装置の制御部の機能を説明するためのグラフである。以下、これらの図２および図３と、先の図１を参照し、制御部６０に備えられた各部の機能を説明する。なお、各部の機能は、制御部６０を構成するＣＰＵが、ＲＯＭやＲＡＭに記録されたプログラムを実行することにより実現される。

【0039】

［ピーク検出部６１］
ピーク検出部６１は、クロマト検出器３０で検出された信号のピークを検出する。図２（Ａ）に示すように、このピーク検出部６１は、例えばクロマト検出器３０で検出される信号強度に閾値［Ｉｔｈ］を設定し、信号強度が設定した閾値［Ｉｔｈ］を越えた場合にピークＰ１〜Ｐ４を検出したと判断する。そしてピークＰ１〜Ｐ４を検出し始めた時間Ｔ１と検出し終わった時間Ｔ２とを、分離カラム１２の保持時間［ＲＴ］に対応させたピーク幅Ｗとして検出する。

【0040】

［冷却駆動演算部６２］
冷却駆動演算部６２は、ピーク検出部６１からの情報と、加熱オーブン１３の温度制御機能からの情報とに基づいて、冷却器４０を駆動させる時間を算出する。図２（Ｂ）に示すように、冷却器４０を駆動させる時間とは、冷却器４０による冷却の開始時間Ｔ１’と終了時間Ｔ２’とである。ここで算出する冷却の開始時間Ｔ１’と終了時間Ｔ２’とは、分離カラム１２において同一の保持時間［ＲＴ］で他の成分と分離されてピーク検出部６１においてピーク検出された成分と同一の成分を、第２配管２２の接続端２２ａにトラップするための時間である。

【0041】

この場合、冷却駆動演算部６２は、ピーク検出部６１においてピークが検出されると、直ちに加熱オーブン１３の温度制御機能からの情報に基づいて加熱オーブン１３の温度を算出する。次に、算出した加熱オーブン１３の温度と、ピーク検出部６１で検出したピーク幅Ｗとに基づいて、冷却器４０における冷却時間を温度の関数として算出し、冷却器４０による冷却の開始／終了時間を算出する。

【0042】

また冷却駆動演算部６２は、算出した冷却の開始時間Ｔ１’と終了時間Ｔ２’とにしたがって、冷却器４０に対して冷却制御指令を送信する。

【0043】

［クロマトグラム補正部６３］
クロマトグラム補正部６３は、第１配管２１および第２配管２２の設計値と、冷却駆動演算部６２からの情報とに基づいて、質量分析計５０の検出部で得られたクロマトグラムの保持時間［ＲＴ］を補正する。

【0044】

すなわちこのガスクロマトグラフ質量分析装置１では、分離カラム１２に対して内径および長さが異なる第１配管２１と第２配管２２とを接続させた構成である。これにより、分離カラム１２において同一の保持時間［ＲＴ］で他の成分と分離された同一成分は、第１配管２１からクロマト検出器３０に供給された後、時間差を有して第２配管２２の接続端２２ａに達して質量分析計５０に供給される。これにより、質量分析計５０の検出部においては、図２（Ｃ）に示すようなクロマトグラムが得られる。したがって、質量分析計５０で得られたクロマトグラムのピークＰ１’〜Ｐ４’は、クロマト検出器３０で得られたクロマトグラムのピークＰ１〜Ｐ４に対して、同一成分でありながらも保持時間［ＲＴ］が遅い方向にずれることになる。

【0045】

また第２配管２２の接続端２２ａには、冷却器４０が設けられている。このため、この同一成分が第２配管２２の接続端２２ａに達した際に冷却器４０を駆動させると、冷却器４０による冷却によって第２配管２２の接続端２２ａに、この同一成分がトラップされ、さらに時間差を拡大させて質量分析計５０に供給されることになる。

【0046】

そこで、クロマトグラム補正部６３は、クロマト検出器３０での分析によって得られるクロマトグラムに合わせて、質量分析計５０での分析によって得られるクロマトグラムの保持時間［ＲＴ］を補正する。これにより、図３に示すように、質量分析計５０で得られた各成分のピークＰ１’〜Ｐ４’の保持時間［ＲＴ］を、クロマト検出器３０で検出されたピークの保持時間［ＲＴ］と一致させたピークＰ１”〜Ｐ４”とする。

【0047】

またこれにより、分離カラム１２において同一の保持時間［ＲＴ］で分離された成分が、クロマト検出器３０と質量分析計５０とにおいて同一の保持時間［ＲＴ］で検出されたものであることを明確にする。

【0048】

またクロマトグラム補正部６３は、分離ガスが第１配管２１を通過するために必要とする通過時間（上述した一例では約０．９秒）を考慮してクロマトグラムの保持時間［ＲＴ］を補正する必要がある場合には、この通過時間を含めて質量分析計５０のクロマトグラムとクロマト検出器３０のクロマトグラムの保持時間［ＲＴ］を補正する。

【0049】

なお、制御部６０は、クロマトグラム補正部６３で補正されたクロマトグラムに従って、クロマト検出器３０で得られた検出結果と、質量分析計５０で得られた検出結果とを記憶し、必要に応じて表示装置のような出力装置３に出力させる。

【0050】

≪ガスクロマトグラフ質量分析方法≫
図４は、実施形態に係るガスクロマトグラフ質量分析方法を示すフローチャートであって、図１〜図３を用いて説明したガスクロマトグラフ質量分析装置１の制御部６０において実施されるガスクロマトグラフ質量分析方法を示すフローチャートである。このフローチャートに示す手順は、制御部６０を構成するＣＰＵが、ＲＯＭやＲＡＭに記録されたプログラムを実行することにより実現される手順であって、質量分析計５０による質量分析を実施する手順を示している。

【0051】

以下に、図４のフローチャートに沿って、図１〜図３を参照しつつ、実施形態におけるガスクロマトグラフ質量分析方法を説明する。

【0052】

＜ステップＳ１０１＞
先ずステップＳ１０１において、ピーク検出部６１は、クロマト検出器３０からの信号にピークがあるか否かを判断し、ピーク検出がある（ＹＥＳ）と判断されるまで、判断を繰り返す。ここでピーク検出部６１は、例えばクロマト検出器３０で検出される信号強度に閾値［Ｉｔｈ］を設定し、信号強度が設定した閾値［Ｉｔｈ］を越えた場合にピークを検出したと判断する。そしてピーク検出がある（ＹＥＳ）と判断された場合に、ステップＳ１０２に進む。

【0053】

＜ステップＳ１０２＞
次にステップＳ１０２において、ピーク検出部６１は、図２（Ａ）に示すように、クロマト検出器３０で検出したピークＰ１のピーク幅Ｗを検出する。ここでピーク検出部６１は、ピークＰ１を検出し始めた時間Ｔ１と、信号強度が設定した閾値［Ｉｔｈ］Ｉｔｈを下回ることによってピークＰ１を検出し終わった時間Ｔ２とを、分離カラムの保持時間［ＲＴ］に対応させたピーク幅Ｗとして検出する。

【0054】

＜ステップＳ１０３＞
その後ステップＳ１０３において、冷却駆動演算部６２は、ステップＳ１０２でピーク検出部６１が検出したピーク幅Ｗ（Ｔ１，Ｔ２）と加熱オーブン１３の温度とに基づいて、冷却器４０による冷却の開始時間Ｔ１’と終了時間Ｔ２’とを算出する。ここで算出する冷却の開始時間Ｔ１’と終了時間Ｔ２’は、クロマト検出器３０で検出したピークＰ１の成分と同一の成分を、第２配管２２の接続端２２ａにトラップするための時間である。

【0055】

＜ステップＳ１０４＞
次にステップＳ１０４において、冷却駆動演算部６２は、算出した冷却の開始時間Ｔ１’と終了時間Ｔ２’にしたがって、冷却器４０に対して冷却の開始と終了の指令を送信する。

【0056】

これにより、冷却器４０の駆動制御機能は、図２（Ｂ）に示すように、冷却駆動演算部６２からの指令にしたがって、冷却の開始時間Ｔ１’に冷却器４０を駆動させて、冷却を開始する。このような冷却の開始により、第２配管２２における接続端２２ａに達していた分離ガスを冷却し、分離ガスに含有されている成分、すなわちクロマト検出器３０で検出したピークＰ１の成分と同一の成分を、接続端２２ａにトラップして凝縮する。

【0057】

また冷却器４０の駆動制御機能は、冷却駆動演算部６２からの指令にしたがって、冷却の終了時間Ｔ２’に冷却器４０の駆動を停止し、冷却器４０による接続端２２ａの冷却を解除する。冷却の解除により、接続端２２ａを加熱オーブン１３によって加熱し、接続端２２ａにトラップされていた成分、すなわちピークＰ１の成分と同一の成分を加熱脱着して、接続端２２ａから質量分析計５０に供給する。

【0058】

これにより、図２（Ｃ）に示すように、質量分析計５０においては、クロマト検出器３０で検出したピークＰ１の成分と同一の成分のピークＰ１’が検出される。

【0059】

＜ステップＳ１０５＞
ステップＳ１０５において、ピーク検出部６１は、全保持時間についてのピーク検出が終了したか否かを判断する。ここで全保持時間とは、分離カラム１２で分離した全成分の保持時間［ＲＴ］の範囲である。そして、終了した（ＹＥＳ）と判断された場合にはステップＳ１０６に進む。終了していない（ＮＯ）と判断した場合には、ステップＳ１０１に戻り、図２（Ａ）に示した全ての保持時間［ＲＴ］の範囲について、ピークＰ２〜Ｐ４が検出される毎に、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理を繰り返す。

【0060】

＜ステップＳ１０６＞
ステップＳ１０６において、クロマトグラム補正部６３は、クロマトグラムの保持時間［ＲＴ］の補正を実施する。ここでクロマトグラム補正部６３は、第１配管２１および第２配管２２の設計値と、冷却駆動演算部６２からの情報とに基づいて、質量分析計５０の検出部で得られたクロマトグラムの保持時間［ＲＴ］を補正する。ここでは、図３に示す質量分析計５０で得られた各成分のピークＰ１’〜Ｐ４’の保持時間［ＲＴ］を、図２（Ａ）に示したクロマト検出器３０で検出されたピークＰ１〜Ｐ４の保持時間［ＲＴ］と一致させる。そして、クロマト検出器３０と質量分析計５０とにおいて同一の保持時間［ＲＴ］で検出されたことを示すデータを作成する。これにより、質量分析計５０の検出部で得られたピークＰ１’〜Ｐ４’の保持時間［ＲＴ］を、クロマト検出器３０で検出されたピークＰ１〜Ｐ４の保持時間［ＲＴ］と一致させたピークＰ１”〜Ｐ４”を得る。

【0061】

なおこのステップＳ１０６は、ステップＳ１０５と順番を入れ替えてもよく、ステップＳ１０５において全ての保持時間［ＲＴ］の範囲の分析が終了したか否かを判断する前で、ステップＳ１０４において冷却制御指令を送信した後に、質量分析計５０の検出部で得られたクロマトグラムの保持時間［ＲＴ］を補正する手順としてもよい。

【0062】

≪実施形態の効果≫
以上説明した実施形態によれば、クロマト検出器３０でピーク検出された後に、ピーク検出された成分を冷却によって凝縮して質量分析計５０で検出するため、１回の成分分離でありながらも質量分析計においての感度の向上を図ることが可能である。

【0063】

なお、上述した実施形態においては、クロマトグラム補正部６３は、質量分析計５０で得られた各成分のピークＰ１’〜Ｐ４’の保持時間［ＲＴ］を、図２（Ａ）に示したクロマト検出器３０で検出されたピークＰ１〜Ｐ４の保持時間［ＲＴ］と一致させることとして説明を行った。しかしながら、クロマトグラム補正部６３は、質量分析計５０で得られた各成分のピークＰ１’〜Ｐ４’と、クロマト検出器３０で検出されたピークＰ１〜Ｐ４との相関関係を明確にすればよい。したがってクロマトグラム補正部６３は、質量分析計５０で得られた各成分のピークＰ１’〜Ｐ４’の保持時間［ＲＴ］と、クロマト検出器３０で検出されたピークＰ１〜Ｐ４の保持時間［ＲＴ］とを関連付けして記憶させる構成であってもよい。

【符号の説明】

【0064】

１…ガスクロマトグラフ質量分析装置
１０…クロマト分離部
１２…分離カラム
１３…加熱オーブン
２０…分岐管
２１…第１配管
２２…第２配管
２２ａ…第２配管における前記質量分析計との接続端
３０…クロマト検出器
４０…冷却器
５０…質量分析計
６０…制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】