JP2015118011A - ガスクロマトグラフ - Google Patents

Abstract

【課題】キャリアガスの使用量を削減することができるガスクロマトグラフを提供する。
【解決手段】試料の分析中にカラムへのガスの導入状態をキャリアガス導入状態とし（ステップＳ１０２）、測定対象成分が検出器で検出された後（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、分析の途中でカラム保護ガス導入状態に切り替える（ステップＳ１０４）。これにより、キャリアガス導入状態で分析を行っている途中であっても、試料中の測定対象成分が検出器で検出された後は、カラム保護ガス導入状態に切り替えて分析を行うことができる。したがって、待機中だけでなく、分析中におけるキャリアガスを使用する必要がない期間についても、キャリアガスの代わりにカラム保護ガスをカラムに導入することができるため、キャリアガスの使用量を削減することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、試料をキャリアガスとともにカラムに導入し、当該カラムにおいて分離された試料中の測定対象成分を検出器で検出するためのガスクロマトグラフに関するものである。

ガスクロマトグラフの一例であるガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＣ／ＭＳ）には、ガスクロマトグラフ部と質量分析部とが備えられている。キャリアガスとともにガスクロマトグラフ部のカラムに供給された試料は、カラムを通過する過程で試料成分ごとに分離され、真空状態の質量分析部に順次導かれて質量分析が行われる。

この種の装置では、分析終了後に装置の電源を切った場合、次の分析の際に電源を投入しても、質量分析部が真空になるまでに時間がかかる。そのため、分析終了後、次の分析を行うまでに時間が空く場合であっても、装置の電源を投入した状態のまま待機させる場合が多い。

しかしながら、装置の電源を投入した状態でキャリアガスを流さずに長時間待機させた場合には、質量分析部のイオン源が高温になることなどに起因して、カラムが劣化するおそれがある。そこで、待機中は、カラムを保護するために、カラム保護ガスをカラム内に流通させる場合がある（例えば、下記特許文献１参照）。

キャリアガスとしては、例えばＨｅガスが用いられる。一方、カラム保護ガスとしては、キャリアガスよりも安価なガスとして、例えばＮ_２ガスが用いられる。ランニングコストを低減するためには、キャリアガスの使用量をできるだけ抑えて、より安価なカラム保護ガスを使用することが好ましい。

特開２０１３−４４６４７号公報

従来の構成では、装置が分析モードから待機モードに移行する際に、カラムに導入されるガスがキャリアガスからカラム保護ガスに切り替えられる。しかし、試料中の測定対象成分が検出された後は、分析モード中であっても、キャリアガスをカラムに導入する必要がなくなる場合がある。

すなわち、この種の装置では複数種類の分析条件を含むメソッドファイルに基づいて分析が行われるため、たとえ分析の途中で測定対象成分が検出された場合であっても、分析条件の１つとして予め設定された分析時間が経過するまでは継続して分析が行われる。このような場合、必要以上にキャリアガスを使用することになるため、ランニングコストが高くなってしまう。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、キャリアガスの使用量を削減することができるガスクロマトグラフを提供することを目的とする。

本発明に係るガスクロマトグラフは、試料をキャリアガスとともにカラムに導入し、当該カラムにおいて分離された試料中の測定対象成分を検出器で検出するためのガスクロマトグラフであって、キャリアガス供給部と、カラム保護ガス供給部と、ガス切替部とを備える。前記キャリアガス供給部は、キャリアガスを供給する。前記カラム保護ガス供給部は、前記カラムを保護するためのカラム保護ガスを供給する。前記ガス切替部は、前記キャリアガス供給部から前記カラムにキャリアガスを導入するキャリアガス導入状態、又は、前記カラム保護ガス供給部から前記カラムにカラム保護ガスを導入するカラム保護ガス導入状態のいずれかに、前記カラムへのガスの導入状態を切り替える。前記ガス切替部は、試料の分析中に前記カラムへのガスの導入状態を前記キャリアガス導入状態とし、測定対象成分が前記検出器で検出された後、分析の途中で前記カラム保護ガス導入状態に切り替える。

このような構成によれば、キャリアガス導入状態で分析を行っている途中であっても、試料中の測定対象成分が検出器で検出された後は、カラム保護ガス導入状態に切り替えて分析を行うことができる。したがって、待機中だけでなく、分析中におけるキャリアガスを使用する必要がない期間についても、キャリアガスの代わりにカラム保護ガスをカラムに導入することができるため、キャリアガスの使用量を削減することができる。

前記ガスクロマトグラフは、ガス流量制御部をさらに備えていてもよい。前記ガス流量制御部は、分析の途中で前記キャリアガス導入状態から前記カラム保護ガス導入状態に切り替えられた場合に、ガスの種類に応じて、前記カラム内を流れるガスの流量を切り替える。

このような構成によれば、分析の途中でキャリアガス導入状態からカラム保護ガス導入状態に切り替えられた場合でも、ガスの種類に応じた流量でカラムにカラム保護ガスを導入することができる。メソッドファイルに基づいて分析が行われる場合、分析中はキャリアガスの種類に応じて予め設定された流量でカラムにキャリアガスが導入されるが、カラム保護ガス導入状態に切り替えられた場合には、分析中であってもカラム保護ガスの種類に適したガスの流量に切り替えることができる。したがって、キャリアガスの使用量を削減しつつ、良好に分析を行うことができる。

前記ガスクロマトグラフは、分析条件判定部と、エラー報知部とをさらに備えていてもよい。前記分析条件判定部は、試料の分析開始前に、カラム保護ガス導入状態で試料の分析を行った場合に予め定められた分析条件を満たすか否かを判定する。前記エラー報知部は、前記分析条件判定部により前記予め定められた分析条件を満たさないと判定された場合に、エラーを報知する。

このような構成によれば、分析中にキャリアガス導入状態からカラム保護ガス導入状態に切り替えたと仮定して、予め定められた分析条件を満たさないと判定された場合には、作業者にエラーを報知することができる。これにより、分析中にキャリアガス導入状態からカラム保護ガス導入状態に切り替えることで、良好に分析を行うことができなくなるといった事態を事前に防止することができる。

ところで、上記のようにキャリアガスの使用量を削減しようとする背景には、キャリアガスとして一般的に使用されているＨｅガスが高価であるだけでなく、将来的にＨｅガスが枯渇する可能性があるなどの事情も存在している。Ｈｅガスの使用量をより削減しようとした場合、上記のように分析の途中でＨｅガスを他のガスに切り替えるのではなく、分析全体をＨｅガス以外のガスで行うことが考えられる。

しかしながら、ガスクロマトグラフ質量分析装置において分析の前に予め行われるオートチューニングの方法として、Ｈｅガスを用いたオートチューニングの方法は確立されているものの、Ｈｅガス以外のガスを用いたオートチューニングの方法は確立されていないのが現状である。そのため、Ｈｅガス以外のガスを用いて分析を行う場合に、そのガスを用いてオートチューニングを行ったとしても、正確にチューニングできないおそれがある。このような背景から、Ｈｅガス以外のガスを用いて分析を行う場合でもオートチューニングを正確に行うことができるようなガスクロマトグラフ質量分析装置が望まれている。

このような課題を解決するためのガスクロマトグラフ質量分析装置は、カラムで分離させた試料中の測定対象成分を質量分析部に導き、当該質量分析部で測定対象成分をイオン化させることにより質量分析を行うためのガスクロマトグラフ質量分析装置であって、第１ガス供給部と、第２ガス供給部と、ガス切替部と、オートチューニング処理部と、分析処理部とを備える。前記第１ガス供給部は、Ｈｅガスを供給する。前記第２ガス供給部は、Ｈｅガス以外のガスを供給する。前記ガス切替部は、前記第１ガス供給部から前記カラムにＨｅガスを導入する第１ガス導入状態、又は、前記第２ガス供給部から前記カラムにＨｅガス以外のガスを導入する第２ガス導入状態のいずれかに、前記カラムへのガスの導入状態を切り替える。前記オートチューニング処理部は、前記質量分析部で検出される標準試料の検出強度に基づいてオートチューニングを行う。前記分析処理部は、前記質量分析部で検出される対象試料の検出強度に基づいて分析を行う。前記ガス切替部は、オートチューニング中に前記第１ガス導入状態とし、分析中に前記第２ガス導入状態とする。

このような構成によれば、Ｈｅガス以外のガスを用いて分析を行うことができるため、Ｈｅガスの使用量を削減することができる。また、オートチューニングは、その方法が確立されているＨｅガスを用いて行うことができるため、正確にチューニングすることができる。したがって、Ｈｅガス以外のガスを用いて分析を行う場合でも、オートチューニングを正確に行うことができる。

前記ガス切替部は、オートチューニング開始時に前記第２ガス導入状態から前記第１ガス導入状態に切り替え、オートチューニング終了時に前記第１ガス導入状態から前記第２ガス導入状態に切り替えてもよい。

このような構成によれば、オートチューニング中にのみＨｅガスをカラムに導入させ、オートチューニング以外のときにはＨｅガス以外のガスをカラムに導入させることができる。これにより、Ｈｅガスの使用量を必要最低限に抑えることができる。

前記オートチューニング処理部は、前記第２ガス供給部から供給されるＨｅガス以外のガスに対応する質量電荷比における検出強度が、所定の第１閾値以下になった場合に、オートチューニングを開始してもよい。

このような構成によれば、Ｈｅガス以外のガスがカラム内から十分に除去された状態で、Ｈｅガスを用いたオートチューニングを開始することができる。したがって、Ｈｅガス以外のガスがオートチューニングの結果に影響を与えるのを防止することができるため、より正確にオートチューニングを行うことができる。

前記分析処理部は、前記第１ガス供給部から供給されるＨｅガスに対応する質量電荷比における検出強度が、所定の第２閾値以下になった場合に、分析を開始してもよい。

このような構成によれば、Ｈｅガスがカラム内から十分に除去された状態で、Ｈｅガス以外のガスを用いた分析を開始することができる。したがって、Ｈｅガスが分析の結果に影響を与えるのを防止することができるため、より正確に分析を行うことができる。

本発明によれば、分析中におけるキャリアガスを使用する必要がない期間については、キャリアガスの代わりにカラム保護ガスをカラムに導入することができるため、キャリアガスの使用量を削減することができる。

本発明の一実施形態に係るガスクロマトグラフの構成例を示した概略図である。 図１のガスクロマトグラフにおける電気的構成の一例を示したブロック図である。 分析中にカラムへのガスの導入状態を切り替える際の制御部による処理の一例を示したフローチャートである。 分析開始前にエラー報知を行う際の制御部による処理の一例を示したフローチャートである。 別の実施形態に係るガスクロマトグラフの電気的構成の一例を示したブロック図である。 オートチューニング時の制御部による処理の一例を示したフローチャートである。 分析時の制御部による処理の一例を示したフローチャートである。

図１は、本発明の一実施形態に係るガスクロマトグラフの構成例を示した概略図である。このガスクロマトグラフは、ガスクロマトグラフ部（ＧＣ部１）と質量分析部（ＭＳ部２）とを備えたガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＣ／ＭＳ）である。

ＧＣ部１には、例えばカラム１１、試料気化室１２、カラムオーブン１３、ＡＦＣ（Auto Flow Controller）１４、第１ガス供給路１５、第２ガス供給路１６及び開閉バルブ１７，１８が備えられている。カラム１１は、例えばキャピラリカラムからなり、その上流端が試料気化室１２に接続されるとともに、下流端がＭＳ部２に接続されている。

カラム１１は、ヒータ及びファンなど（いずれも図示せず）とともにカラムオーブン１３内に収容されている。カラムオーブン１３は、カラム１１を加熱するためのものであり、分析時にはヒータ及びファンを適宜駆動させることにより、カラムオーブン１３内の温度を一定に維持しながら分析を行う恒温分析、又は、カラムオーブン１３内の温度を徐々に上昇させながら分析を行う昇温分析などが実行可能となっている。

カラム１１には、ＡＦＣ１４を介してキャリアガス又はカラム保護ガスを選択的に供給することができる。ＡＦＣ１４には、開閉バルブ１７が介装された第１ガス供給路１５と、開閉バルブ１８が介装された第２ガス供給路１６とが接続されている。第１ガス供給路１５は、カラム１１にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給部を構成している。また、第２ガス供給路１６は、カラム１１にカラム保護ガスを供給するためのカラム保護ガス供給部を構成している。

これにより、開閉バルブ１７を開けばＡＦＣ１４にキャリアガスを供給することができ、開閉バルブ１８を開けばＡＦＣ１４にカラム保護ガスを供給することができる。ＡＦＣ１４は、ガスの流量を調整するためのものであり、開閉バルブ１７を開いた状態では、カラム１１内を流れるキャリアガスの流量を調整することができ、開閉バルブ１８を開いた状態では、カラム１１内を流れるカラム保護ガスの流量を調整することができる。

キャリアガスとしては、例えばＨｅガスが用いられる。分析時には、開閉バルブ１７が開かれることにより試料気化室１２にキャリアガスが供給され、試料気化室１２内で気化された試料が、キャリアガスとともにカラム１１内に導入される。ＧＣ部１では、キャリアガスがカラム１１を通過する過程で各試料成分が分離され、検出器としてのＭＳ部２に順次導かれる。

ＭＳ部２には、真空チャンバ及びイオン検出器など（いずれも図示せず）が備えられている。分析中は、カラム１１で分離された各試料成分が、真空状態の真空チャンバ内に導かれるようになっている。そして、真空チャンバ内でイオン化された各試料成分をイオン検出器で検出することにより、質量分析を行うことができる。

カラム保護ガスは、カラム１１を保護するためのガスであり、例えばＮ_２ガスが用いられる。本実施形態では、分析時以外の待機時に加えて、分析時における測定対象成分がＭＳ部２で検出された後にも、開閉バルブ１８が開かれることにより、カラム保護ガスがカラム１１に導入されるようになっている。カラム保護ガスをカラム１１に導入することにより、ＭＳ部２のイオン源が高温になることなどに起因してカラム１１が劣化するのを防止することができる。

カラム保護ガスは、Ｎ_２ガスに限られるものではないが、キャリアガスよりも安価なガスであることが好ましい。すなわち、キャリアガス及びカラム保護ガスは、カラム保護ガスの方が安価な組み合わせであれば、他の種々のガスを使用することができる。カラム保護ガスを用いることにより、キャリアガスの使用量を削減し、より安価なカラム保護ガスを用いてカラム１１を保護することができるため、ランニングコストを低減することができる。

図２は、図１のガスクロマトグラフにおける電気的構成の一例を示したブロック図である。このガスクロマトグラフの動作は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む制御部３により制御されるようになっている。

制御部３は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、カラム切替制御部３１、ガス流量制御部３２、分析条件判定部３３及びエラー報知部３４などとして機能する。このガスクロマトグラフには、当該制御部３の他、記憶部４及び表示部５などが備えられている。記憶部４は、例えばハードディスク又はＲＡＭ（Random Access Memory）などにより構成することができる。表示部５は、例えば液晶表示器により構成することができる。

カラム切替制御部３１は、開閉バルブ１７，１８の開閉状態を切り替えることにより、カラム１１へのガスの導入状態を切り替えるための制御を行う。当該カラム切替制御部３１は、開閉バルブ１７，１８とともにガス切替部を構成している。カラム切替制御部３１により開閉バルブ１７を開状態とし、開閉バルブ１８を閉状態とすれば、第１ガス供給路１５からカラム１１にキャリアガスを導入するキャリアガス導入状態となる。一方、カラム切替制御部３１により開閉バルブ１８を開状態とし、開閉バルブ１７を閉状態とすれば、第２ガス供給路１６からカラム１１にカラム保護ガスを導入するカラム保護ガス導入状態となる。

試料の分析中は、カラム１１へのガスの導入状態がキャリアガス導入状態とされる。また、標準試料をカラム１１に導入させることによりオートチューニングを行う際も、カラム１１へのガスの導入状態はキャリアガス導入状態とされる。しかし、分析中やオートチューニング中でない待機中には、カラム保護ガス導入状態とされることにより、キャリアガスの使用量が削減される。

さらに、分析中に試料中の測定対象成分がＭＳ部２で検出された場合には、分析の途中であっても、その後はカラム保護ガス導入状態に切り替えて分析が行われる。したがって、待機中だけでなく、分析中におけるキャリアガスを使用する必要がない期間についても、キャリアガスの代わりにカラム保護ガスをカラム１１に導入することができるため、キャリアガスの使用量を削減することができる。

ガス流量制御部３２は、ＡＦＣ１４を制御することにより、カラム１１内を流れるガスの流量を制御する。すなわち、キャリアガス導入状態では、ガス流量制御部３２によりカラム１１内を流れるキャリアガスの流量を制御することができ、カラム保護ガス導入状態では、ガス流量制御部３２によりカラム１１内を流れるカラム保護ガスの流量を制御することができる。カラム１１内を流れるガスの流量は、ＡＦＣ１４により制御されるような構成に限らず、例えばＡＰＣ（Auto Pressure Controller）を用いたガスの圧力制御により行われるような構成であってもよいし、ガスの線速度制御により行われるような構成であってもよい。

当該ガス流量制御部３２は、記憶部４に記憶されているメソッドファイルに基づいてガスの流量を制御する。メソッドファイルには、例えばキャリアガスの流量やカラム１１の温度など、分析の際に必要となる複数種類の分析条件が含まれている。この例では、複数のメソッドファイルが所定の順序で並べられたバッチファイルが実行されることにより、メソッドファイルごとに順次分析が行われるようになっている。

本実施形態では、分析の途中でキャリアガス導入状態からカラム保護ガス導入状態に切り替えられた場合に、ガス流量制御部３２が、ガスの種類に応じて、カラム１１内を流れるガスの流量を切り替えるようになっている。例えば、キャリアガスとしてＨｅガスをカラム１１に導入しているときと、カラム保護ガスとしてＮ_２ガスをカラム１１に導入しているときとでは、それらのガスの種類に適した流量があるため、ガスの流量を調整しなければ、エラーが生じたり、カラム１１の保護が不十分になったりするなどの弊害が生じる可能性がある。

メソッドファイルに基づいて分析が行われる場合、分析中はキャリアガスの種類に応じて予め設定された流量でカラム１１にキャリアガスが導入されるが、本実施形態では、カラム保護ガス導入状態に切り替えられた場合には、分析中であってもカラム保護ガスの種類に適したガスの流量に切り替えることができる。したがって、キャリアガスの使用量を削減しつつ、良好に分析を行うことができる。

分析条件判定部３３は、試料の分析開始前に、カラム保護ガス導入状態で試料の分析を行った場合に予め定められた分析条件を満たすか否かを判定する。例えば、カラム保護ガス導入状態で試料の分析を行った場合に、所定のガス流量が得られない場合などには、予め定められた分析条件を満たさないと判定する。このような判定は、記憶部４に記憶されているメソッドファイルに基づいて、各種類のガスを用いて分析を行った場合の各パラメータ値を算出することにより行うことができる。

エラー報知部３４は、分析条件判定部３３により予め定められた分析条件を満たさないと判定された場合に、その旨を表示部５に表示させることによりエラーを報知する。すなわち、分析中にキャリアガス導入状態からカラム保護ガス導入状態に切り替えたと仮定して、予め定められた分析条件を満たさないと判定された場合には、作業者にエラーを報知することができる。これにより、分析中にキャリアガス導入状態からカラム保護ガス導入状態に切り替えることで、良好に分析を行うことができなくなるといった事態を事前に防止することができる。

図３は、分析中にカラム１１へのガスの導入状態を切り替える際の制御部３による処理の一例を示したフローチャートである。分析が開始される前は、カラム１１にカラム保護ガスが導入されているが、分析が開始された場合には（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、カラム保護ガス導入状態からキャリアガス導入状態に切り替えられることにより、カラム１１にキャリアガスが導入される（ステップＳ１０２）。

分析中は、試料中の測定対象成分がＭＳ部２で検出されるまで、キャリアガス導入状態が維持される。そして、試料中の測定対象成分がＭＳ部２で検出された場合には（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、キャリアガス導入状態からカラム保護ガス導入状態に切り替えられることにより、カラム１１にカラム保護ガスが導入される（ステップＳ１０４）。このとき、カラム保護ガスとして使用されるガスの種類に応じて、カラム１１内を流れるガスの流量が切り替えられる（ステップＳ１０５）。

本実施形態では、試料中の測定対象成分がＭＳ部２で検出されたことに基づいて、分析の途中でキャリアガス導入状態からカラム保護ガス導入状態に切り替えるような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、例えば試料中の測定対象成分がＭＳ部２で検出されるまでの時間として予め定められた時間が経過したことに基づいて、分析の途中でキャリアガス導入状態からカラム保護ガス導入状態に切り替えるような構成であってもよい。

図４は、分析開始前にエラー報知を行う際の制御部３による処理の一例を示したフローチャートである。本実施形態では、分析開始前に、記憶部４からメソッドファイルが読み込まれ（ステップＳ２０１）、そのメソッドファイルに基づいて、カラム保護ガス導入状態で試料の分析を行った場合に予め定められた分析条件を満たすか否かが判定される（ステップＳ２０２）。

その結果、分析条件を満たすと判定された場合には（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、そのまま分析が開始される。一方、分析条件を満たさないと判定された場合には（ステップＳ２０３でＮｏ）、その旨が表示部５に表示されることによりエラーが報知される（ステップＳ２０４）。

本実施形態では、エラー報知部３４によるエラーの報知が、表示部５に対する表示により行われるような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、例えば音声などの他の態様により、エラー報知部３４がエラーを報知するような構成であってもよい。

また、本実施形態では、カラム１１において分離された試料中の測定対象成分が、検出器としてのＭＳ部２により検出されるような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、ＴＣＤ（Thermal Conductivity Detector）、ＦＩＤ（Flame Ionization Detector）、ＥＣＤ（Electron Capture Detector）又はＦＰＤ（Flame Photometric Detector）などの他の検出器により測定対象成分が検出されるような構成であってもよい。この場合、ＭＳ部２を備えたガスクロマトグラフ質量分析装置に限らず、ＭＳ部２を備えていないガスクロマトグラフにも本発明を適用することができる。

図５は、別の実施形態に係るガスクロマトグラフの電気的構成の一例を示したブロック図である。本実施形態に係るガスクロマトグラフは、ＧＣ部１とＭＳ部２とを備えたガスクロマトグラフ質量分析装置であり、その全体的構成は図１の場合と同様であるため、同様の構成については、図に同一符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施形態では、分析に先立って、測定対象成分を含む標準試料が、試料気化室１２を介してカラム１１に供給される。この標準試料をＭＳ部２で検出し、その検出強度に基づいて、ＭＳ部２に備えられたレンズ電極（図示せず）への印加電圧などの各種パラメータを最適化することにより、チューニングを行うことができる。

具体的には、標準試料をＭＳ部２で検出することにより得られる各質量電荷比ｍ／ｚを基に、質量較正（検出される質量電荷比が目的の質量電荷比ｍ／ｚであることの確認）と検出感度調整(検出される質量電荷比ｍ／ｚの強度の最適化)を行う。本実施形態では、第１ガス供給部を構成する第１ガス供給路１５から供給されるＨｅガスを用いて、自動的にチューニング（オートチューニング）を行うことができるようになっている。

一方、オートチューニング中以外は、分析中も含めて、第２ガス供給部を構成する第２ガス供給路１６からカラム１１にＮ_２ガスが供給される。第２ガス供給路１６からカラム１１に供給されるガスは、Ｈｅガス以外のガスであればＮ_２ガスに限られるものではないが、Ｈｅガスよりも安価なガスであることが好ましい。このように、Ｈｅガス以外のガスを用いることにより、Ｈｅガスの使用量を削減し、ランニングコストを低減することができる。

このガスクロマトグラフの動作は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む制御部１０３により制御されるようになっている。制御部１０３は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、カラム切替制御部１３１、オートチューニング処理部１３２及び分析処理部１３３などとして機能する。

カラム切替制御部１３１は、開閉バルブ１７，１８の開閉状態を切り替えることにより、カラム１１へのガスの導入状態を切り替えるための制御を行う。当該カラム切替制御部１３１は、開閉バルブ１７，１８とともにガス切替部を構成している。カラム切替制御部１３１により開閉バルブ１７を開状態とし、開閉バルブ１８を閉状態とすれば、第１ガス供給路１５からカラム１１にＨｅガスを導入する第１ガス導入状態となる。一方、カラム切替制御部１３１により開閉バルブ１８を開状態とし、開閉バルブ１７を閉状態とすれば、第２ガス供給路１６からカラム１１にＮ_２ガスを導入する第２ガス導入状態となる。

オートチューニング処理部１３２は、ＭＳ部２で検出される標準試料の検出強度に基づいてオートチューニングを行う。オートチューニング中は、カラム切替制御部１３１が、カラム１１へのガスの導入状態を第１ガス導入状態とする。これにより、カラム１１にＨｅガスを導入しながらオートチューニングを行うことができる。

仮に、ＨｅガスではなくＮ_２ガスをカラム１１に導入しながらＭＳ部２で検出を行った場合には、質量電荷比ｍ／ｚ＝２８における検出強度が大きくなる。Ｎ_２ガスが多い状態では、質量電荷比ｍ／ｚ＝２８における検出強度が大きくなりすぎるため、測定対象成分に対応する質量電荷比における検出強度が相対的に小さくなり、オートチューニングを良好に行うことができなくなる場合がある。また、質量電荷比ｍ／ｚ＝２８が大量に検出されるため、検出器が故障する場合がある。これは、Ｎ_２ガスに対応する質量電荷比（ｍ／ｚ＝２８）が、測定する質量電荷比の範囲に含まれることによるものである。

一方、Ｈｅガスをカラム１１に導入しながらＭＳ部２で検出を行った場合には、質量電荷比ｍ／ｚ＝２は検出されない。このようなＨｅガスに対応する質量電荷比（ｍ／ｚ＝２）は、測定する質量電荷比の範囲に含まれていないため、Ｈｅガスがオートチューニングに影響を与えることはない。そのため、従来からＨｅガスを用いたオートチューニングの方法が確立されている。

分析処理部１３３は、ＭＳ部２で検出される対象試料（実試料）の検出強度に基づいて分析を行う。分析中は、カラム切替制御部１３１が、カラム１１へのガスの導入状態を第２ガス導入状態とする。これにより、カラム１１にＮ_２ガスを導入しながら分析を行うことができる。

このように、ＨｅガスではなくＮ_２ガスをカラム１１に導入しながらＭＳ部２で検出を行った場合には、質量電荷比ｍ／ｚ＝２８における検出強度が大きくなるが、測定対象成分によっては、Ｎ_２ガスに対応する質量電荷比（ｍ／ｚ＝２８）を検出範囲に含めることなく分析を行うことができる場合がある。この場合、Ｈｅガス以外のガスを用いて分析を行うことができるため、Ｈｅガスの使用量を削減することができる。

このように、本実施形態では、分析はＨｅガス以外のガスを用いて行うが、オートチューニングは、その方法が確立されているＨｅガスを用いて行うことができるため、正確にチューニングすることができる。したがって、Ｈｅガス以外のガスを用いて分析を行う場合でも、オートチューニングを正確に行うことができる。

図６は、オートチューニング時の制御部１０３による処理の一例を示したフローチャートである。オートチューニングが開始される前は、カラム１１にＮ_２ガスが導入されているが、オートチューニングの開始指示があった場合には（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、第２ガス導入状態から第１ガス導入状態に切り替えられることにより、カラム１１にＨｅガスが導入される（ステップＳ３０２）。

その後、ＭＳ部２におけるＮ_２ガスの検出強度がモニタされ（ステップＳ３０３）、Ｎ_２ガスに対応する質量電荷比（ｍ／ｚ＝２８）における検出強度が、所定の第１閾値以下になった場合に（ステップＳ３０４でＹｅｓ）、オートチューニングが開始される（ステップＳ３０５）。これにより、Ｎ_２ガスがカラム１１内から十分に除去された状態で、Ｈｅガスを用いたオートチューニングを開始することができる。したがって、Ｎ_２ガスがオートチューニングの結果に影響を与えるのを防止することができるため、より正確にオートチューニングを行うことができる。

そして、オートチューニングが終了すれば（ステップＳ３０６でＹｅｓ）、第１ガス導入状態から第２ガス導入状態に切り替えられることにより、カラム１１にＮ_２ガスが導入される（ステップＳ３０７）。このように、オートチューニング中にのみＨｅガスをカラム１１に導入させ、オートチューニング以外のときにはＮ_２ガスをカラム１１に導入させることができる。これにより、Ｈｅガスの使用量を必要最低限に抑えることができる。

図７は、分析時の制御部１０３による処理の一例を示したフローチャートである。分析が開始される前は、カラム１１にＮ_２ガスが導入されており、本実施形態では、分析の開始指示があった場合にも（ステップＳ４０１でＹｅｓ）、そのままカラム１１にＮ_２ガスが導入される。

その後、ＭＳ部２におけるＨｅガスの検出強度がモニタされ（ステップＳ４０２）、Ｈｅガスに対応する質量電荷比（ｍ／ｚ＝２）における検出強度が、所定の第２閾値以下であるか否かが判定される（ステップＳ４０３）。このとき、オートチューニングから十分な時間が経過していれば、カラム１１内のガスはＨｅガスからＮ_２ガスに入れ替わっている。しかし、オートチューニングから十分な時間が経過していない場合には、カラム１１内のガスがＨｅガスからＮ_２ガスに入れ替わるのを待ち、Ｈｅガスに対応する質量電荷比（ｍ／ｚ＝２）における検出強度が所定の第２閾値以下になった時点で（ステップＳ４０３でＹｅｓ）、分析が開始される（ステップＳ４０４）。

これにより、Ｈｅガスがカラム１１内から十分に除去された状態で、Ｎ_２ガスを用いた分析を開始することができる。したがって、Ｈｅガスが分析の結果に影響を与えるのを防止することができるため、より正確に分析を行うことができる。そして、分析が終了した後は（ステップＳ４０５でＹｅｓ）、そのままカラム１１にＮ_２ガスが導入される。

本実施形態では、オートチューニング中にのみＨｅガスをカラム１１に導入させるような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、少なくともオートチューニング中にＨｅガスがカラム１１に導入され、分析中にＮ_２ガスがカラム１１に導入されるような構成であれば、それら以外のときにＨｅガスがカラム１１に導入される期間があってもよい。

１ ＧＣ部
２ ＭＳ部
３ 制御部
４ 記憶部
５ 表示部
１１ カラム
１２ 試料気化室
１３ カラムオーブン
１４ ＡＦＣ
１５ 第１ガス供給路
１６ 第２ガス供給路
１７ 開閉バルブ
１８ 開閉バルブ
３１ カラム切替制御部
３２ ガス流量制御部
３３ 分析条件判定部
３４ エラー報知部
１０３ 制御部
１３１ カラム切替制御部
１３２ オートチューニング処理部
１３３ 分析処理部

Claims (3)

1. 試料をキャリアガスとともにカラムに導入し、当該カラムにおいて分離された試料中の測定対象成分を検出器で検出するためのガスクロマトグラフであって、
   キャリアガスを供給するキャリアガス供給部と、
   前記カラムを保護するためのカラム保護ガスを供給するカラム保護ガス供給部と、
   前記キャリアガス供給部から前記カラムにキャリアガスを導入するキャリアガス導入状態、又は、前記カラム保護ガス供給部から前記カラムにカラム保護ガスを導入するカラム保護ガス導入状態のいずれかに、前記カラムへのガスの導入状態を切り替えるガス切替部とを備え、
   前記ガス切替部は、試料の分析中に前記カラムへのガスの導入状態を前記キャリアガス導入状態とし、測定対象成分が前記検出器で検出された後、分析の途中で前記カラム保護ガス導入状態に切り替えることを特徴とするガスクロマトグラフ。
2. 分析の途中で前記キャリアガス導入状態から前記カラム保護ガス導入状態に切り替えられた場合に、ガスの種類に応じて、前記カラム内を流れるガスの流量を切り替えるガス流量制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のガスクロマトグラフ。
3. 試料の分析開始前に、カラム保護ガス導入状態で試料の分析を行った場合に予め定められた分析条件を満たすか否かを判定する分析条件判定部と、
   前記分析条件判定部により前記予め定められた分析条件を満たさないと判定された場合に、エラーを報知するエラー報知部とをさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のガスクロマトグラフ。

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