特許 7400549 複合分析装置および分析方法

(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】

(24)【登録日】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】複合分析装置および分析方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 30/72 20060101AFI20231212BHJP

   G01N 30/08 20060101ALI20231212BHJP

   G01N 30/06 20060101ALI20231212BHJP

   G01N 25/20 20060101ALI20231212BHJP

   G01N 27/62 20210101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

G01N30/72 A

G01N30/08 G

G01N30/06 G

G01N25/20 G

G01N27/62 C

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020037703

(22)【出願日】2020-03-05

(65)【公開番号】P2021139752

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2022-10-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100108523

【弁理士】

【氏名又は名称】中川 雅博

(74)【代理人】

【識別番号】100098305

【弁理士】

【氏名又は名称】福島 祥人

(74)【代理人】

【識別番号】100125704

【弁理士】

【氏名又は名称】坂根 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100187931

【弁理士】

【氏名又は名称】澤村 英幸

(72)【発明者】

【氏名】渋谷 龍太

(72)【発明者】

【氏名】高橋 和輝

【審査官】高田 亜希

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－２５８３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３００７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０２６６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２５８２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０６９０５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５１７７９９５（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２１３６５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３５０３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】L.F.Whiting and P.W.Langvardt，On-line thermogravimetry/gas chromatography/mass spectrometry，１９８４，Ｖｏｌ．５６，Ｎｏ．９，ｐ１７５５－１７５８，Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，American Chemical Society，1984年08月01日，５６巻・9号，1755-1758，https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ac00273a057

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３０／００ －３０／９６

Ｂ０１Ｊ ２０／２８１－２０／２９２

Ｇ０１Ｎ ２７／６０ －２７／９２

Ｇ０１Ｎ ２５／００ －２５／７２

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱分析部と、
トラップ部と、
ガスクロマトグラフと、
質量分析部と、
前記熱分析部において発生したガスが供給される第１流路と、
前記第１流路から分岐して前記質量分析部に接続される第２流路と、
前記第１流路から分岐して前記トラップ部に接続される第３流路と、
前記トラップ部と前記ガスクロマトグラフが有するカラムとを接続する第４流路と、
前記カラムと前記質量分析部とを接続する第５流路と、
前記第１流路および前記第２流路を介して前記熱分析部から前記質量分析部へ至る経路を有効にすることで、前記熱分析部から発生した前記ガスを前記質量分析部に供給して質量分析を実行するとともに、前記第１流路および前記第３流路を介して前記熱分析部から前記トラップ部へ至る経路を有効にすることで、前記熱分析部から発生した前記ガスを前記トラップ部においてトラップする第１モードと、前記第４流路および前記第５流路を介して前記トラップ部から前記質量分析部へ至る経路を有効にすることで、前記トラップ部においてトラップされている前記ガスを前記カラムを介して前記質量分析部に供給して質量分析を実行する第２モードとを切り替える制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１モードに続いて前記第２モードを実行するモードセットを繰り返し実行させ、前記第２モードの実行中、前記熱分析部における加熱温度を一定に維持する、複合分析装置。

【請求項2】

熱分析部において試料を加熱することによりガスを発生させる第１工程と、
前記熱分析部において発生した前記ガスを質量分析部に供給して質量分析する第２工程と、
前記第２工程と並行して、前記熱分析部において発生した前記ガスをトラップ部に供給して、前記ガスをトラップする第３工程と、
前記第２工程および前記第３工程の後、前記トラップ部においてトラップされている前記ガスをガスクロマトグラフのカラムに供給する第４工程と、
前記カラムから流出する前記ガスを前記質量分析部に供給して質量分析する第５工程と、
を備え、
前記第１～第５工程を１つのセット工程として、前記セット工程を繰り返し実行し、前記第４工程および前記第５工程の実行している間、前記熱分析部において加熱温度が一定に維持される、分析方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱分析装置、ガスクロマトグラフおよび質量分析装置の複合分析装置およびその装置を用いた分析方法に関する。

【背景技術】

【0002】

熱分析装置（ＴＡ：Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｚｅｒ）および質量分析装置（ＭＳ：Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）の複合分析装置（以下、ＴＡ－ＭＳ装置と略す。）、あるいは、熱分析装置およびガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＣＭＳ：Ｇａｓ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ／Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）の複合分析装置（以下、ＴＡ－ＧＣＭＳ装置と略す。）がある。

【0003】

ＴＡ－ＭＳ装置が備える熱分析装置は、加熱時の試料の質量変化および示差熱の情報を取得する。また、ＴＡ－ＭＳ装置が備える質量分析装置は、熱分析装置から発生したガスのマススペクトルの情報を取得する。ＴＡ－ＭＳ装置においては、熱分析装置から発生したガスが、直接質量分析装置において分析されるため、質量変化および示差熱の情報とマススペクトルの情報との間には時間関係が維持されている。これにより、ＴＡ－ＭＳ装置において、試料の同定が行われる。

【0004】

ＴＡ－ＧＣＭＳ装置が備えるガスクロマトグラフ質量分析装置は、熱分析装置から発生したガスをカラムにおいて分離させ、カラムにおいて分離したガスのＭＳスペクトルの情報を取得する。質量分析装置では、同一のｍ／ｚに異なる成分のピークが重なる場合があるが、ＴＡ－ＧＣＭＳ装置においては、カラムを通過させることで、これらの成分を分離することができる。しかし、ＴＡ－ＧＣＭＳ装置では、熱分析装置における加熱に関わる時間情報はカラムにおいて失われる。

【0005】

また、熱分析装置における試料の熱分解反応は時間方向の幅を持っているため、発生したガスをそのままカラムに導入すると、分離が充分に行われずブロードなクロマトグラムしか得られない。そのため、発生ガスを一旦トラップし、トラップしたガスを一気にカラムに導入することでシャープなクロマトグラムのピークを得るようにしたＴＡ－ＧＣＭＳ装置も存在する。下記特許文献１において、熱分析装置およびガスクロマトグラフ質量分析装置の間にはトラップ管が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開平３－２２０４４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述したように、ＴＡ－ＭＳ装置およびＴＡ－ＧＣＭＳ装置は、それぞれ特徴を備えた装置であり、得られる結果の性質も異なる。したがって、同一の試料に対して、ＴＡ－ＭＳ装置およびＴＡ－ＧＣＭＳ装置の両方の装置における分析結果が必要とされる場合もある。このような場合、ＴＡ－ＭＳ装置において試料の分析を行った後、ＴＡ－ＧＣＭＳ装置において同じ試料の分析を行う方法などがとられている。しかし、ＴＡ－ＭＳ装置およびＴＡ－ＧＣＭＳ装置において同一の試料を用いた場合であっても、試料内部の分布により、発生ガスの成分の同一性が保たれない場合がある。

【0008】

本発明の目的は、熱分析装置から発生するガスの成分の同一性を確保しながら、質量分析およびガスクロマトグラフ質量分析の両方の分析結果を得ることである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一の態様は、熱分析部と、トラップ部と、ガスクロマトグラフと、質量分析部と、熱分析部において発生したガスが供給される第１流路と、第１流路から分岐して質量分析部に接続される第２流路と、第１流路から分岐してトラップ部に接続される第３流路と、トラップ部とガスクロマトグラフが有するカラムとを接続する第４流路と、カラムと質量分析部とを接続する第５流路とを備える複合分析装置に関する。

【0010】

本発明の他の態様は、熱分析部において試料を加熱することによりガスを発生させる第１工程と、熱分析部において発生したガスを質量分析部に供給して質量分析する第２工程と、第２工程と並行して、熱分析部において発生したガスをトラップ部に供給して、ガスをトラップする第３工程と、第２工程および第３工程の後、トラップ部においてトラップされているガスをガスクロマトグラフのカラムに供給する第４工程と、カラムから流出するガスを質量分析部に供給して質量分析する第５工程とを備える分析方法に関する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、熱分析装置から発生するガスの成分の同一性を確保しながら、質量分析およびガスクロマトグラフ質量分析の両方の分析結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施の形態に係る複合分析装置のブロック図である。

【図2】図２は、第１モードにおける複合分析装置の動作を表す図である。

【図3】図３は、第２モードにおける複合分析装置の動作を表す図である。

【図4】図４は、複合分析装置における分析結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（１）複合分析装置の構成
以下、本発明の実施の形態に係る複合分析装置および分析方法について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、実施の形態に係る複合分析装置１０のブロック図である。複合分析装置１０は、熱分析装置１、接続装置２、ガスクロマトグラフ質量分析装置３（以下、ＧＣＭＳ装置３とする。）および制御部４を備える。

【0014】

熱分析装置１は、試料を加熱するヒータ１１を備える。熱分析装置１は、ヒータ１１により試料を加熱することで、試料の質量変化および示差熱の情報を取得する。また、熱分析装置１は、ヒータ１１により試料を加熱することで発生したガスを、ガス流路Ｌａに供給する。熱分析装置１は、キャリアガスの供給部を備えており、試料から発生したガスをキャリアガスによってガス流路Ｌａに送り出す。以下の説明において、試料を加熱することで発生したガスを、キャリアガスと区別するために「発生ガス」と呼ぶ。熱分析装置１は、吊り下げ天秤式または上皿天秤式のいずれのタイプのものが使用されてもよい。

【0015】

接続装置２は、熱分析装置１およびＧＣＭＳ装置３を接続する装置である。接続装置２は、発生ガスをトラップするトラップ部２１を備える。接続装置２は、ガス流路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｅ，Ｌｆ，ＬｇおよびＬｈを備える。接続装置２は、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３およびＶ４を備える。接続装置２は、ドレイン路Ｄ１およびＤ２を備える。接続装置２は、フローガス供給路Ｆ１を備える。

【0016】

ガス流路Ｌａは、熱分析装置１から延びて、熱分析装置１および接続装置２を接続している。ガス流路Ｌａは、接続装置２においてバルブＶ１に接続される。バルブＶ１には、ガス流路ＬａおよびＬｂが接続される。また、バルブＶ１には、ドレイン路Ｄ１が接続される。ガス流路Ｌｂの他端はバルブＶ２に接続される。バルブＶ２には、ガス流路Ｌｂ，ＬｃおよびＬｅが接続される。ガス流路Ｌｃは、接続装置２から延びて、接続装置２およびＧＣＭＳ装置３を接続している。ガス流路Ｌｃは、ＧＣＭＳ装置３内においてバルブＶ５に接続される。

【0017】

ガス流路Ｌｅの他端は、バルブＶ３に接続される。バルブＶ３には、ガス流路ＬｅおよびＬｆが接続される。また、バルブＶ３には、フローガス供給路Ｆ１が接続される。ガス流路Ｌｆの他端はトラップ部２１に接続される。トラップ部２１は、ガス流路Ｌｆから供給される発生ガスをトラップする。トラップ部２１は、例えば、テナックスが充填されたトラップ管であり、テナックスに発生ガスを吸着させる。あるいは、トラップ部２１は、液体窒素や液体炭酸ガスにより発生ガスを冷却してトラップするものであってもよい。

【0018】

トラップ部２１には、また、ガス流路Ｌｇが接続される。ガス流路Ｌｇの他端はバルブＶ４に接続される。バルブＶ４には、ガス流路ＬｇおよびＬｈが接続される。また、バルブＶ４には、ドレイン路Ｄ２が接続される。ガス流路Ｌｈは、接続装置２から延びて、接続装置２およびＧＣＭＳ装置３を接続している。ガス流路Ｌｈは、ＧＣＭＳ装置３内において、カラム３１１に接続される。

【0019】

ＧＣＭＳ装置３は、ガスクロマトグラフ３１および質量分析装置３２を備える。ガスクロマトグラフ３１は、カラム３１１を備える。ガスクロマトグラフ３１においては、カラム３１１を通過する間に発生ガスの成分分離が行われる。質量分析装置３２は、ガスクロマトグラフ３１から供給される発生ガスをイオン化することで質量分析する。

【0020】

ＧＣＭＳ装置３は、また、ガス流路Ｌｃ，Ｌｄ，ＬｈおよびＬｉを備える。ＧＣＭＳ装置は、また、バルブＶ５を備える。接続装置２から延びるガス流路Ｌｈが、カラム３１１の一端に接続される。ガス流路Ｌｈから供給される発生ガスは、カラム３１１において成分分離される。カラム３１１の他端にはガス流路Ｌｉが接続される。カラム３１１において成分分離された発生ガスは、ガス流路Ｌｉに流れる。ガス流路ＬｉはバルブＶ５に接続される。バルブＶ５には、ガス流路Ｌｃ，ＬｄおよびＬｉが接続される。ガス流路Ｌｄは、質量分析装置３２に接続される。

【0021】

質量分析装置３２の構成は特に限定されない。質量分析装置３２のイオン化部としては、電子衝撃イオン化法（ＥＩ）、正化学イオン化法（ＰＣＩ）または負化学イオン化法（ＮＣＩ）などが用いられる。質量分析装置３２の質量分離部としては、四重極型、イオントラップ型または飛行時間型などが用いられる。また、質量分析装置３２の検出部としては、光電子増倍管または二次電子増倍管などが用いられる。

【0022】

上述したガス流路ＬａおよびＬｂにより第１流路Ｌ１が構成される。ガス流路ＬｃおよびＬｄにより第２流路Ｌ２が構成される。ガス流路ＬｅおよびＬｆにより第３流路Ｌ３が構成される。ガス流路ＬｇおよびＬｈにより第４流路Ｌ４が構成される。ガス流路ＬｉおよびＬｄにより第５流路Ｌ５が構成される。

【0023】

制御部４は、熱分析装置１、接続装置２およびＧＣＭＳ装置３に接続され、複合分析装置１０の全体制御を行う。制御部４は、熱分析装置１、接続装置２またはＧＣＭＳ装置３のいずれかの装置の中に配置されてもよいし、別の装置として設けられてもよい。

【0024】

（２）分析方法
次に、図２および図３を参照しながら、実施の形態に係る分析方法について説明する。図２は、複合分析装置１０が第１モードで動作するときの状態を示す図である。図３は、複合分析装置１０が第２モードで動作するときの状態を示す図である。ここで、第１モードとは、複合分析装置１０が、ＴＡ－ＭＳ装置として動作するモードである。また、第１モードでは、複合分析装置１０は、トラップ部２１において発生ガスのトラップを行うモードでもある。第２モードは、複合分析装置１０が、ＴＡ－ＧＣＭＳ装置として動作するときのモードである。なお、以下に説明するバルブＶ１～Ｖ５の制御は、制御部４により行われる。

【0025】

なお、図２および図３において、実線で示す流路は、バルブＶ１～Ｖ５の切り替えにより有効化され、ガスが流れる流路であり、破線で示す流路は、バルブＶ１～Ｖ５の切り替えにより遮断され、ガスが流れない流路である。

【0026】

（２－１）第１モード
まず、図２を参照して、第１モードにおける複合分析装置１０の動作について説明する。バルブＶ１は、ガス流路ＬａおよびＬｂが接続するように切り替えられる。これにより、熱分析装置１において試料から発生したガスおよびキャリアガスは、ドレイン路Ｄ１においてドレインされることなく、バルブＶ２に送られる。

【0027】

バルブＶ２は、ガス流路Ｌｂ，ＬｃおよびＬｅが接続するように切り替えられる。これにより、ガス流路Ｌｂを通って供給された発生ガスおよびキャリアガスは、バルブＶ２において分岐し、ガス流路ＬｃおよびＬｅに流れる。

【0028】

バルブＶ３は、ガス流路ＬｅおよびＬｆが接続するように切り替えられる。これにより、ガス流路Ｌｅを通って供給された発生ガスおよびキャリアガスは、ガス流路Ｌｆを介してトラップ部２１に流れ込む。なお、フローガス供給路Ｆ１は、バルブＶ３においてガス流路ＬｅおよびＬｆと遮断される。

【0029】

バルブＶ４は、ガス流路Ｌｇおよびドレイン路Ｄ２が接続するように切り替えられる。これにより、トラップ部２１から流出したキャリアガスは、ガス流路Ｌｇおよびドレイン路Ｄ２を通って大気中に排気される。なお、ガス流路Ｌｈは、バルブＶ４においてガス流路Ｌｇおよびドレイン路Ｄ２と遮断される。

【0030】

バルブＶ５は、ガス流路ＬｃおよびＬｄが接続するように切り替えられる。これにより、ガス流路Ｌｃを通って供給された発生ガスおよびキャリアガスは、ガス流路Ｌｄを介して質量分析装置３２に流れ込む。なお、ガス流路Ｌｉは、バルブＶ５においてガス流路ＬｃおよびＬｄと遮断される。

【0031】

このように、第１モードにおいては、熱分析装置１において試料から発生したガスは、第１流路Ｌ１に供給される。第１流路Ｌ１に供給された発生ガスは、バルブＶ２において分岐し、第２流路Ｌ２を通って質量分析装置３２に供給される。また、第１モードにおいては、第１流路Ｌ１に供給された発生ガスは、バルブＶ２において分岐し、第３流路Ｌ３を通ってトラップ部２１に供給される。

【0032】

第１モードにおいて、熱分析装置１が備えるヒータ１１により試料が加熱され、ガスが発生する。熱分析装置１においては、試料の昇温時の質量変化および示差熱の情報が取得される。そして、発生ガスは、第１流路Ｌ１および第２流路Ｌ２を通って質量分析装置３２に供給される。これにより、質量分析装置３２において発生ガスのマススペクトルが取得される。発生ガスは、第１流路Ｌ１および第２流路Ｌ２を通過して直接質量分析装置３２に供給されるので、熱分析装置１における分析結果と質量分析装置３２における分析結果の間では時間情報が維持される。これにより、本実施の形態の複合分析装置１０は、熱分析装置１において取得された質量変化および示差熱の情報と、質量分析装置３２において取得されたマススペクトルの情報とから、試料の同定を行うことが可能である。

【0033】

また、第１モードにおいて、熱分析装置１において試料から発生したガスは、第１流路Ｌ１および第３流路Ｌ３を通ってトラップ部２１に供給される。これにより、トラップ部２１において発生ガスがトラップされる。つまり、第１モードにおいては、発生ガスを質量分析する動作に並行して、発生ガスのトラップ動作が行われる。

【0034】

（２－２）第２モード
次に、図３を参照して、第２モードにおける複合分析装置１０の動作について説明する。バルブＶ１は、ガス流路Ｌａおよびドレイン路Ｄ１が接続するように切り替えられる。これにより、熱分析装置１から流出するキャリアガスは、ドレイン路Ｄ１から大気中に排気される。後で説明するように、第２モードにおいては、試料からガスが発生しないため、熱分析装置１からはキャリアガスだけが流出する。なお、ガス流路Ｌｂは、バルブＶ１において、ガス流路Ｌａおよびドレイン路Ｄ１と遮断される。

【0035】

バルブＶ３は、フローガス供給路Ｆ１およびガス流路Ｌｆが接続するように切り替えられる。これにより、フローガス供給路Ｆ１から供給されたフローガスは、ガス流路Ｌｆを介してトラップ部２１に流れ込む。なお、ガス流路Ｌｅは、バルブＶ３においてフローガス供給路Ｆ１およびガス流路Ｌｆと遮断される。第１モードにおいてトラップ部２１にトラップされていた発生ガスは、フローガス供給路Ｆ１から送られるフローガスによってトラップ部２１から脱離され、トラップ部２１の下流側へ送り出される。

【0036】

バルブＶ４は、ガス流路ＬｇおよびＬｈが接続するように切り替えられる。これにより、トラップ部２１から流出する発生ガスおよびフローガスは、ガス流路ＬｇおよびＬｈを通ってカラム３１１に流れ込む。なお、ドレイン路Ｄ２は、バルブＶ４においてガス流路ＬｇおよびＬｈと遮断される。

【0037】

カラム３１１に流れ込んだ発生ガスは、移動相となるフローガスと共にカラム３１１を通過する。そして、発生ガスは、カラム３１１における固定相との相互作用によって分離される。カラム３１１において分離された発生ガスは、ガス流路Ｌｉに流出する。

【0038】

バルブＶ５は、ガス流路ＬｉおよびＬｄが接続するように切り替えられる。これにより、ガス流路Ｌｉを通って供給された発生ガス（カラム３１１において分離された発生ガス）は、ガス流路Ｌｄを介して質量分析装置３２に流れ込む。なお、ガス流路Ｌｃは、バルブＶ５においてガス流路ＬｉおよびＬｄと遮断される。

【0039】

このように、第２モードにおいては、第１モードにおいてトラップ部２１でトラップされていた発生ガスが、カラム３１１において分離される。そして、第２モードでは、カラム３１１で分離された発生ガスが質量分析装置３２に供給される。これにより、質量分析装置３２においては、熱分析装置１において試料から発生し、カラム３１１において分離された発生ガスのマススペクトルが取得される。これにより、本実施の形態の複合分析装置１０は、第２モードにおいてはＴＡ－ＧＣＭＳ装置としての役割を実行することができる。熱分析装置１において試料から発生したガスは、カラム３１１において分離されるので、同一のｍ／ｚを有する異なる成分についても質量分析装置３２において区別して検出可能である。

【0040】

制御部４は、複合分析装置１０を第１モードで動作させた後、第２モードで動作させる。これにより、第１モードにおいてトラップ部２１においてトラップした発生ガスに対して、第２モードにおいてカラム分離および質量分析を行う。これにより、第１モードにおいて質量分析した発生ガスの成分と、第２モードで質量分析した発生ガスの成分の同一性が確保される。つまり、本実施の形態の複合分析装置１０は、熱分析装置１において試料から発生するガスの成分の同一性を確保しながら、質量分析およびガスクロマトグラフ質量分析の両方の分析結果を得ることが可能である。

【0041】

制御部４は、第２モードの動作中、熱分析装置１のヒータ１１を制御し、熱分析装置１内の温度を一定に維持する。これにより、第１モードにおいて試料からガスが発生した後、第２モードにおいては、熱分析装置１内において試料から新たなガスが発生することが抑制される。そして、制御部４は、第２モードの動作が終了すると、再び、ヒータ１１を制御して熱分析装置１の加熱を再開し、第１モードを実行する。このように、制御部４は、第１モードおよび第２モードを１つのセットとし、このモードセットを繰り返し実行させる。第２モードにおいては熱分析装置１内の温度が一定に保たれるので、モードセットごとに新たなガスを発生させて、試料から発生するガスを順次分析することができる。

【0042】

（３）分析結果
図４は、本実施の形態に係る複合分析装置１０による分析結果を示すグラフである。図４の上段のグラフは、熱分析装置１における加熱時間と、試料の温度変化および質量変化との関係を示す図である。図４の下段のグラフは、トータルイオンカレント（ＴＩＣ）クロマトグラムである。つまり、図４の下段のグラフは、熱分析装置１における加熱時間と、質量分析装置３２において取得された全ての質量（ｍ／ｚ）の検出強度の合算値との関係を示す図である。

【0043】

上段のグラフに示すように、第１モードにおいては、加熱時間が進むにつれて試料の温度が上昇するとともに、試料の質量が減少している。また、下段のグラフに示すように、第１モードにおいて、検出強度のピークが発生している。第１モードにおいては、試料が昇温するとともに、試料からガスが発生し、試料の質量が減少していることが分かる。また、試料から発生したガスが質量分析装置３２において検出されていることが分かる。

【0044】

上段のグラフに示すように、第２モードにおいては、熱分析装置１内の温度が一定に保たれる。このため、上段のグラフに示すように、試料の温度が一定に保たれている。また、試料の温度が一定に保たれているため、試料からはガスが発生せず、試料の質量減少も見られない。なお、下段のグラフにおいて、第２モードにおける質量の検出強度は図示していない。

【0045】

以上説明したように、本実施の形態の複合分析装置１０によれば、熱分析装置１から発生するガスの成分の同一性を確保しながら、質量分析およびガスクロマトグラフ質量分析の両方の分析結果を得ることができる。また、複合分析装置１０は、第１モードおよび第２モードをモードセットとして繰り返し実行することにより、熱分析装置１から順次発生するガスの分析を行うことができる。さらに、第２モードにおいては、熱分析装置１の温度が一定に保たれる。第２モードにおいてはガスの発生を抑制し、第１モードでのみガスを発生させるようにすることができる。

【0046】

（４）他の実施の形態
上記実施の形態においては、熱分析装置１、接続装置２およびＧＣＭＳ装置３が別の装置として相互に接続される場合を例に説明したが、複合分析装置１０の構成はこれに限定されるものではない。熱分析装置１、接続装置２およびＧＣＭＳ装置３が全体で１つの装置として構成されてもよい。また、上述したように、制御部４は、いずれの装置に収納されてもよいし、別装置として付属されてもよい。

【0047】

（５）態様
上述した複数の例示的な実施の形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0048】

（第１項）一態様に係る複合分析装置は、
熱分析部と、
トラップ部と、
ガスクロマトグラフと、
質量分析部と、
前記熱分析部において発生したガスが供給される第１流路と、
前記第１流路から分岐して前記質量分析部に接続される第２流路と、
前記第１流路から分岐して前記トラップ部に接続される第３流路と、
前記トラップ部と前記ガスクロマトグラフが有するカラムとを接続する第４流路と、
前記カラムと前記質量分析部とを接続する第５流路と、
を備える。

【0049】

この複合分析装置によれば、熱分析装置から発生したガスを、第２流路および第３流路に分岐させ、質量分析部およびトラップ部に同時に供給することができる。また、この複合分析装置によれば、トラップ部においてトラップされているガスを、質量分析装置に供給することができる。これにより、熱分析部から発生するガスの成分の同一性を確保しながら、質量分析およびガスクロマトグラフ質量分析の両方の分析結果を得ることができる。

【0050】

（第２項）第１項に記載の複合分析装置において、
前記複合分析装置は、さらに、
前記第１流路および前記第２流路を介して前記熱分析部から前記質量分析部へ至る経路を有効にすることで、前記熱分析部から発生した前記ガスを前記質量分析部に供給して質量分析を実行するとともに、前記第１流路および前記第３流路を介して前記熱分析装置から前記トラップ部へ至る経路を有効にすることで、前記熱分析装置から発生した前記ガスを前記トラップ部においてトラップする第１モードと、前記第４流路および前記第５流路を介して前記トラップ部から前記質量分析部へ至る経路を有効にすることで、前記トラップ部においてトラップされている前記ガスを前記カラムを介して前記質量分析部に供給して質量分析を実行する第２モードとを切り替える制御部を備えてもよい。

【0051】

第１モードおよび第２モードを切り替えることにより、熱分析装置から発生するガスの成分の同一性を確保しながら、質量分析およびガスクロマトグラフ質量分析の両方の分析結果を得ることができる。

【0052】

（第３項）第２項に記載の複合分析装置において、
前記制御部は、前記第１モードに続いて前記第２モードを実行するモードセットを繰り返し実行させてもよい。

【0053】

熱分析部から発生するガスを順次、質量分析およびガスクロマトグラフ質量分析することができる。

【0054】

（第４項）第２項または第３項記載の複合分析装置において、
前記制御部は、前記第２モードの実行中、前記熱分析部における加熱温度を一定に維持してもよい。

【0055】

第２モードにおいて試料からガスが発生することを抑制し、第１モードでのみガスを発生させるようにすることができる。

【0056】

（第５項）他の一態様に係る分析方法は、
熱分析部において試料を加熱することによりガスを発生させる第１工程と、
前記熱分析部において発生した前記ガスを質量分析部に供給して質量分析する第２工程と、
前記第２工程と並行して、前記熱分析部において発生した前記ガスをトラップ部に供給して、前記ガスをトラップする第３工程と、
前記第２工程および前記第３工程の後、前記トラップ部においてトラップされている前記ガスをガスクロマトグラフのカラムに供給する第４工程と、
前記カラムから流出する前記ガスを前記質量分析部に供給して質量分析する第５工程と、
を備える。

【0057】

この分析方法によれば、熱分析装置から発生したガスを、第２工程および第３工程によって、質量分析部およびトラップ部に同時に供給することができる。また、この分析方法によれば、第４工程および第５工程によって、トラップ部においてトラップされているガスを、質量分析装置に供給することができる。これにより、熱分析部から発生するガスの成分の同一性を確保しながら、質量分析およびガスクロマトグラフ質量分析の両方の分析結果を得ることができる。

【0058】

（第６項）第５項に記載の分析方法において、
この分析方法は、前記第１～第５工程を１つのセット工程として、前記セット工程を繰り返し実行してもよい。

【0059】

（第７項）第６項に記載の分析方法において、
この分析方法は、前記第４工程および前記第５工程の実行している間、前記熱分析部において加熱温度が一定に維持されてもよい。

【符号の説明】

【0060】

１０…複合分析装置、１…熱分析装置、２…接続装置、２１…トラップ部、３…ＧＣＭＳ装置、３１…ガスクロマトグラフ、３１１…カラム、３２…質量分析装置、４…制御部、Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄ，Ｌｅ，Ｌｆ，Ｌｇ，Ｌｈ，Ｌｉ…ガス流路、Ｄ１，Ｄ２…ドレイン路、Ｆ１…フローガス供給路、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５…バルブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】