傾斜溶離に基づく分析プロセスにおける温度および流量プロフィールの使用法
【課題】傾斜溶離用液体クロマトグラフィー／質量分析システムを最適化するための方法および装置を提供する。
【解決手段】ある温度プロフィールを決定し、それに従って大気圧イオン化インターフェースへガスを流入させ、液体クロマトグラフィーカラムから該インターフェースへ流入するマトリックスを気化させる。ある流量プロフィールを決定し、それに従って、該マトリックスが検出目的の被検体を含んでいない場合には、該ガスをインターフェースへ流入させてマトリックスが質量分析計へ流入することを防止する。温度および流量プロフィールの決定は、マトリックスがカラムからインターフェースの中へ溶離する際の特性に基づいて行う。この温度プロフィールおよび流量プロフィールを実現するために、それぞれ加熱制御装置と流量調整装置とを使用する。この加熱制御装置と流量調整装置とは、ソフトウェアでプログラムするか制御することができる。
【解決手段】ある温度プロフィールを決定し、それに従って大気圧イオン化インターフェースへガスを流入させ、液体クロマトグラフィーカラムから該インターフェースへ流入するマトリックスを気化させる。ある流量プロフィールを決定し、それに従って、該マトリックスが検出目的の被検体を含んでいない場合には、該ガスをインターフェースへ流入させてマトリックスが質量分析計へ流入することを防止する。温度および流量プロフィールの決定は、マトリックスがカラムからインターフェースの中へ溶離する際の特性に基づいて行う。この温度プロフィールおよび流量プロフィールを実現するために、それぞれ加熱制御装置と流量調整装置とを使用する。この加熱制御装置と流量調整装置とは、ソフトウェアでプログラムするか制御することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する主題は、液体クロマトグラフィーと質量分析とに基づいて分離と検出とを行う分析的技術に関し、特に傾斜溶離を実施する技術に関する。さらには、ここに開示する主題は、クロマトグラフィーの溶離剤と相互に作用しあう乾燥ガスのパラメータを制御することによって本技術を最適化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００２年１０月３０日出願の米国仮特許出願番号６０／４２２，４６５号の利益を請求し、その開示は、引用によってその全体をここに組み込むものとする。
液体クロマトグラフィー（ＬＣ）は、分析的な手法で分離を行なって、サンプルを構成成分、すなわち研究者が興味を有する被検体へ分離する一般的な技術である。当業者には容易に知られていることであるが、ＬＣ技術では、クロマトグラフ分離が実行されている間に、液体である移動相中でサンプルが輸送される。また、移動相を、その移動相に対して混和性を有さない固定相を通過させる。通常は、該固定相は、サンプルと移動相とがその中を通過して流れるカラムまたはカートリッジの中に支持されている。移動相および固定相のそれぞれの組成は、サンプルの被検体が該移動相と固定相との間で分配され、それぞれの被検体の性質に依存してその程度が変動するように選択される。一方で固定相によって強く保持される被検体は、移動相でゆっくり移動し、他方で固定相によって弱く保持される被検体は、より急速に移動することになる。その結果、組成が異なる被検体は、移動相がカラムを流れるにつれて、互いに分離されるようになる。このようにして、溶離液がカラムから流出するにつれて被検体は効果的に連続して選別され、適切な分析機器によってこれらを容易に分析できるようになる。
【０００３】
分離されたサンプルの成分を分析する特に有用な１つの手段は、質量分析計である。様々な形式の質量分析計が商業的に利用可能であり、当業者に知られている。
サンプルインプットと、質量分析計の質量解析および検知部分の中へのインプットとの間で、大気圧イオン化（ＡＰＩ）インターフェースを利用する質量分析計が使用できるようになり、これにはエレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ）源または大気圧化学イオン化（ＡＰＣＩ）源等があり、ＬＣカラムからの溶離液が質量分析計に連続的に接続することができるようになった。このシステムは、一般に液体クロマトグラフィー／質量分析（ＬＣ／ＭＳ）システムと称される。
【０００４】
通常、質量分析計のＡＰＩインターフェースは、カラム溶離液、すなわち被検体／移動相のマトリックスを液滴に転換して、次いで質量分析計の空間部の中での処理に備えて、その液滴を被検体がイオン化できるように気化するかまたは脱溶媒する。通常は、２原子の窒素等の不活性な乾燥ガスの流れをＡＰＩインターフェースへ送り、液滴の蒸発を促進する。また、窒素等の噴霧用ガスをＡＰＩインターフェースへ分流して、被検体／移動相マトリックスを噴霧するのを支援することも行われる。ＡＰＩインターフェース中への導入に先立って、乾燥用ガス、および、噴霧用ガスもまた加熱することができる。これまでは、これらのＡＰＩガスは双方とも一定の温度および流量の状態で流していた。
【０００５】
ＬＣ／ＭＳシステムの操作中には、異なる被検体が適切なランタイム内で適切に分離されるように、ＬＣカラムによって達成される分離の効率を最適化することと、かつその結果としてもたらされたマススペクトルによって信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）およびクロマトグラフィーのピークの解像度を最大化するように質量分析計の効率を最適化することとの双方が重要である。ＡＰＩインターフェース中の被検体／移動相マトリックスを気化させるプロセスは、質量分析計の性能、およびその結果としてもたらされるマススペクトルの分析値に影響する場合がある。
【０００６】
従来は、クロマトグラフ分離は定組成溶離に限定されており、その移動相は一定の組成の単一の溶媒を含んでいた。また、前述のＡＰＩインターフェースが一定の温度および流量のＡＰＩガスによって作動する場合、液体クロマトグラフィーの溶媒が単一組成の場合にのみ、液滴蒸発の最適の効率が達成される。一定組成の分離については、ほとんどの場合これらの一定条件が満たされる。
【０００７】
しかしながら、傾斜溶離を必要とするクロマトグラフ分離を行なうことがますます求められるようになった。傾斜溶離においては、移動相は、多重溶剤系（一般的には、極性と揮発性とが著しく異なる２つまたは３つの溶剤）を含んでおり、移動相の組成中のそれぞれの溶媒の比率は、プログラムするか、または少なくとも前もって定義したある方法で、連続的にまたは段階的かつ経時的に変動させる。たとえば、逆相液体クロマトグラフィーにおいては、傾斜プロフィールによって、一方では移動相中の有機溶媒の割合を間断なく増加させ、他方では水等の揮発性の低い溶剤の割合を減少させることができる。傾斜溶離は、分離効率を著しく向上させることができ、移動相の保持因子を変化させるためにこの方法を使用して、２つ以上の種のクロマトグラフ分離を改良することができる。
【０００８】
あいにく、傾斜溶離を行なう場合、分析条件を設定するために使用した本質的に単一の溶媒組成から、移動相の条件が乖離するため、ＡＰＩガスに対して一定条件を採ったのではＡＰＩインターフェース中で最適効率が達成できない。移動相の組成が傾斜プロフィールによって変動するので、液滴の表面張力、移動相の粘性および移動相の揮発性の特性は、同じよう変動することになる。本明細書に開示する主題に先立って、特にある１つの傾斜または別の極端な領域の傾斜において、移動相の組成を変動させる影響を十分に補償する手段は開示されていなかったと考えられる。その結果、液滴の蒸発や質量分析計によって検知された信号が、傾斜分離を介してすべての被検体にとって最適化されていたとはいえない。さらに、ある実例では、ある被検体用の移動相組成に対してガス条件が厳しすぎ、所与の被検体の熱劣化が起こったが、これは受け入れがたいことであった。
【０００９】
前述の事実を考慮してみると、変動する移動相組成に応じてＡＰＩインターフェース中の液滴の蒸発を最適化し、その結果として信号の検出を改善し、熱劣化の危険を減らすようにして、傾斜溶離用にＬＣ／ＭＳシステムを設定し操作することが有利であろう。ここに開示する主題は、全体としてまたは一部分として、傾斜溶離に関する分析技術に関連する前述の問題および他の問題を扱うものとする。
【特許文献１】米国特許第6,207,955号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここでは、傾斜溶離用のＬＣ／ＭＳシステムを最適化するための方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本方法によれば、ある温度プロフィールを決定し、それに従ってガスをＡＰＩインターフェースへ流入させて、そのＡＰＩインターフェースに流入するマトリックスを気化させる。このマトリックスには、移動相、および分離のためにカラム中で移動相で輸送される複数の被検体が含まれる。該移動相は、組成傾斜プロフィールに従ってカラムを介して流入される少なくとも２つの溶媒を含む。傾斜プロフィールに従って移動相の気化を最適化するために、前記移動相の組成が変動するにつれて、前記温度プロフィールによってガスの温度が変動する。
【００１２】
傾斜溶離用ＬＣ／ＭＳシステムを最適化する他の方法においては、ある溶出時間を決定し、その温度でＬＣカラムから溶出するマトリックスが、質量分析計によって検出する被検体を含むようにする。この場合、このマトリックスは、質量分析計のＡＰＩインターフェース中へカラムから溶出される複数の被検体および移動相を含む。この移動相は、組成傾斜プロフィールに従ってカラムを介して流れる少なくとも２つの溶剤を含む。溶出時間に基づいて流量プロフィールを決定し、それに従ってガスを前記ＡＰＩインターフェースへ流入させる。該流量プロフィールはガス流量を変動させて、一方ではマトリックスが所望される被検体を含む場合には、流れを十分に低速にしてマトリックスが質量分析計の真空領域に入ることができるようにし、また他方ではマトリックスが所望される被検体を含まない場合には、流れを十分に高速にしてマトリックスが真空領域に入るのを防ぐようにする。
【００１３】
傾斜溶離用のＬＣ／ＭＳシステムを最適化するさらなる別の方法においては、ガスをＡＰＩインターフェースへ流入させ、移動相の溶剤の気化を最小にするために熱を加えるように第１の温度を決定し、ガスが溶媒の気化を最大にするために熱を加えるように第２の温度を決定する。第１および第２の温度の決定は、異なる揮発性の少なくとも２つの溶媒を含む移動相が、ＬＣカラムを介し次いでＡＰＩインターフェースへ流入する組成傾斜プロフィールに基づいて行い、かつＡＰＩインターフェースの中への移動相の流量に基づいて行う。第１および第２の温度に基づいて、ガスがＡＰＩインターフェースへ流入することになる温度プロフィールの変動する部分を決定する。サンプルを第１および第２の被検体を含むカラム中で分離して複数の被検体にするために、第１の溶出時間（時刻）および第２の溶出時間（時刻）を決定する。第１の溶出時間は、第１の被検体がカラムから溶出される時間であり、また、第２の溶出時間は、最後の被検体がカラムから溶出される時間とする。第１および第２の溶出時間に基づいて、流量プロフィールの少なくとも１つの部分を決定し、それに従って、通常は第１の溶出時間から第２の溶出時間までの期間にわたって、ガスがＡＰＩインターフェースへ流入する。
【００１４】
傾斜溶離に適合したＬＣ／ＭＳシステムを操作するための方法も提供する。該方法によれば、溶離液は、ＬＣカラムからＡＰＩインターフェース中へ流入する。該溶離液は、移動相と、移動相中で輸送されてかつカラムによって分離される被検体とを含む。該移動相は、少なくとも２つの溶媒を含み、溶離液の組成を変動させるための傾斜プロフィールに従ってカラムを通って流れる。ガスは、溶離液と相互作用を起こすＡＰＩインターフェースへ流入する。ＡＰＩインターフェース中へのガスの流れは、ガスパラメータプロフィールに従って制御される。このガスパラメータプロフィールは、溶離液の変動する組成に従って、温度および／または流量等のガスのパラメータを変動させる。
【００１５】
一実施形態においては、傾斜溶離用クロマトグラフィープロセスを最適化するための装置を提供する。本発明の装置は、中を流れる組成が変動するクロマトグラフィー溶離液をイオン化するためのＡＰＩインターフェースと、溶離液との相互作用を起こすためにＡＰＩインターフェースへガスを流すためのガス導管と、温度プロフィールに従って前記ガス導管を介して流れるガスの温度を制御するための加熱制御装置とを含む。この温度プロフィールは、溶離液の変動する組成に基づいてガス温度を変動させる。
【００１６】
他の実施形態によれば、本装置は、流量プロフィールに従ってＡＰＩインターフェース中へ入るガスの流量を制御するための流量調整装置を含み、該装置では流量プロフィールが、溶離液の変動する組成に基づいてガスの流量を変動させる。
さらに別の実施形態によれば、本装置は、加熱制御装置を制御するための電子コントローラーと、温度プロフィールおよび流量プロフィールのそれぞれに合わせた流量調整装置とを含む。
【００１７】
さらに別の実施形態においては、本装置は、温度プロフィールおよび流量プロフィールのそれぞれに合わせた加熱制御装置と流量調整装置とを制御するための、コンピュータで読取り可能なメディアに収録されているコンピュータで実行可能な命令を含むコンピュータプログラム製品を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、全体として１０で示す典型的な液体クロマトグラフィー／質量分析（ＬＣ／ＭＳ）システムを示す。ＬＣ／ＭＳシステム１０は、特に溶媒組成傾斜プロフィールを作りだすのに適切な全体として２０で示す溶媒／被検体輸送システムと、液体クロマトグラフィーカラムまたはカートリッジＬＣであることが好都合であり、特に高性能液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）に適切なカラムまたはカートリッジのクロマトグラフ分離器具と、全体としてＥＳＩで示す電気スプレーイオン化源等の適切なＡＰＩインターフェースを含む全体としてＭＳで示す質量分析計と、ＰＣワークステーション中等で作動する適切な電子マイクロプロセッサーまたはマイクロコントローラＥＣとを含んでいる。
【００１９】
溶媒輸送システム２０は、溶媒の流れを設定するのに必要なポンプ等の１つまたはそれ以上の液体輸送装置を含む。本実例では、第１のポンプＰAおよび第２のポンプＰBが、溶媒の最初は独立している２つの流れを作り出すためにあり、これらの溶媒は、異なる組成を有し、したがって異なる揮発性を有するのが通常である。逆相液体クロマトグラフィーの場合の一例では、１つの溶媒は、アセトニトリル、メタノール、テトラヒドロフラン等の有機組成物であり、別の溶媒は、水等の無機組成物である。有機溶媒は、無機溶媒より揮発性が高く、蒸発に要する熱エネルギーはより少ないのが通常である。選択するポンプ設計の形式によっては、内部または外部のリザーバ（図示せず）から第１および第２ポンプすなわちＰAおよびＰBに溶媒を供給することができる。
【００２０】
第１および第２ポンプすなわちＰAおよびＰBは、変動しかつ制御可能な流量に従って、それぞれの溶媒を傾斜プロフィールを形成するために輸送することができるあらゆる形式であってもよい。傾斜プロフィールは、溶媒が合流すなわち組み合わされた後に、それぞれの組成が経時的に変動するものである。一例としては、第１および第２ポンプすなわちＰAおよびＰBは、注射器形式すなわち往復ポンプ等の線形可変容量型ポンプであってもよい。当業者にはよく理解できることであるが、線形可変容量型ポンプは、一般的に、溶媒を供給するバレルと、このバレルの長さに応じて平行移動でき、それによってそこから溶媒を押し出すピストン等の移動可能な境界部とを含む。このピストンは、通常は、モーターを動力源としており、この動力源としては、たとえば線形ステージに結合されている回転する主ネジ等のカップリングを介する適当なマイクロステッピングモーター等が挙げられる。この主ネジはモーターから延びており、この線形ステージは、ピストンに結合されており、該主ネジの円運動が線形ステージとピストンとの直線運動に変換されるようになっている。
【００２１】
しかしながら、ここに開示する実施形態は、溶媒、ポンプの数または使用するポンプの形式に限定されるものではないことを理解されたい。他の実施形態では、溶媒リザーバと単一ポンプとの間に直列に配置されている溶媒プロポーショニングバルブによって傾斜プロフィールを確立することもでき、この場合には、該ポンプは、それぞれのリザーバからプロポーショニングバルブまで、プロポーショニングバルブによって制御された変動流量で溶媒を吸引する。さらに、移動相は他の構成成分または添加物を含むことができ、その例としては、実行している特定のＬＣ手順のために必要とされる適当な酸類（たとえばギ酸、トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）等）が挙げられる。移動相のための溶媒および他の構成部分は多くの要因に依存して選択されるが、これら要因の例としては、実行中のクロマトグラフィーの形式（たとえば、イオン交換、イオン対、順相、逆相、液−液、サイズ排除等）、使用している固定相の形式、検知すべき被検体の分子構造等が挙げられる。
【００２２】
第１および第２のポンプすなわちＰAおよびＰBによって押し出された溶媒は、それぞれのポンプ出力ライン２２Ａおよび２２Ｂを通って流出する。これらの溶媒間の傾斜プロフィールを形成するために、溶媒は、任意の既知の技術に従って合流点ＭＰで合流すなわち組み合わせられる。図１では、ポンプ出力ライン２２Ａおよび２２Ｂを通って流れた後の溶媒の流れの合流点ＭＰを表わすために、概略的にＴ字接続で描いてある。Ｔ字接続以外に、溶媒流を合流させるに適しているいかなる方法をも使用することができ、他の例では、マニホールド、混合室または混合弁を使用する。
【００２３】
溶媒供給システム２０は、合流点ＭＰの下流にサンプルインジェクターＳＩを備えており、これによって移動相流へサンプルを導入して流動可能なサンプル／移動相マトリックスを形成する。このサンプルは、カラムＬＣによってクロマトグラフィー分離し、かつ質量分析計ＭＳによって検知することになる対象の被検体すなわち構成成分を含んでいる。サンプル注射器ＳＩは適切なものであれば、いかなるものでも使用することができる。当業者はよく理解できるであろうが、通常のサンプル注射器ＳＩとしてはマルチポートバルブが挙げられる。ある位置で、このマルチポートバルブによってサンプルループを、手動の注射器か適切な自動サンプラーからの前記サンプルで満すことができ、他方で移動相は、トランスファーライン２４を介して合流点ＭＰからカラムＬＣまでの入力ライン２６へ流れる。別の位置では、このマルチポートバルブは、流れの向きをトランスファーライン２４から変えて、カラムＬＣの中へ移動相を伴って輸送するために入力ライン２６へサンプルループ中のサンプルを洗い出す。
【００２４】
溶媒供給システム２０が、カラムＬＣに移動相とサンプルとを供給するために必要であるかまたは望ましいと思われる他の追加の構成部品をも含むことができることは理解されよう。この例としては、脱泡、フィルタ濾過、パルスダンプニング部品等がある。カラムＬＣは任意の市販のカラムであってもよい。一般には、カラムＬＣに固定相用の耐久性の担体が充填されており、これにより移動相で輸送されたサンプルの被検体は、保持時間の差に従って相互に作用を及ぼしあい分離される。固定相構成成分用の担体の最も通常の形は、特に分配クロマトグラフィーの場合には固体である。したがって、典型的な耐久性の担体は、カラムＬＣの内で保持されているビーズまたは他の粒子の充填物である。この充填物の材料としては、通常はシリカまたはアルミナ等の無機のセラミック組成物を有する粒子が挙げられるが、またポリスチレンジビニルベンゼン等の有機的重合体の粒子であることもできる。逆相クロマトグラフィーの場合には、固定相は、通常オクチルデシル（Ｃ18）等のアルキル鎖が結合しているシリカビーズ（たとえばオクチルデシルシランすなわちＯＤＳ）から形成される。
【００２５】
また図１には、全体として３０で表す移動相分流システムを示すが、これはカラムＬＣとエレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩとの間に直列に配置されている。移動相分流システム３０は、通常はマルチポートバルブ等の分流バルブ３２と、補助ポンプ３４と、廃棄ラインＷとを含む。当業者には理解されることであるが、移動相分流システム３０は、溶離液が重要な分析値を有する構成成分を含むとは予想されない段階では、カラムＬＣからの溶離液を質量分析計ＭＳから外して分流するために使用されることが多い。たとえば、カラムＬＣの中の固定相上にいかなる重要な被検体が保持されていたとしても、その前の段階では、溶離液は本質的にカラムＬＣの空隙容量中に含まれていた移動相である。さらに、分離工程後においては、次のクロマトグラフィーの実行に備えて、カラムＬＣを洗浄するために、カラムＬＣを通して洗浄用溶媒を送る。このような段階中では、溶離液を分流して廃棄Ｗすることにより、カラムＬＣからの溶離液のこれらの部分の検出は行わなくとも済むようになる。ここに開示する方法、および特にエレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩへ導入するＡＰＩガスのための流量プロフィールを確立することによって、ＬＣ／ＭＳシステム１０の一部分としての移動相分流システム３０の必要性がなくなる方法を以下の記述で明らかにする。
【００２６】
カラムＬＣからの溶離液、すなわち被検体／移動相マトリックスを、トランスファーライン４２を介してカラムＬＣからエレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩまで流す。エレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩは、大気圧または実質的に大気圧に維持されたチャンバ５４へ延びているエレクトロスプレー装置５２を含んでいる。エレクトロスプレー装置５２は、トランスファーライン４２と流通している金属または金属被覆された毛細管５６を含んでいる。毛細管５６は、スプレーシールド等の別の導電性部品に対してある電圧レベルに維持されており、その結果、被検体／移動相マトリックスは、エレクトロスプレーの形態となって、毛細管の５６の先端（チップ）からチャンバ５４へ放出される。帯電した液滴を脱溶媒しやすくするために、適切な気体供給源および供給システム（図示せず）からのガス管線５８経由で、窒素等の不活性乾燥ガスを、チャンバ５４へ流入させる。この乾燥ガスは、直列配置のヒーター６０を介して乾燥ガスを流す等によってチャンバ５４へ導入する前に加熱する。以下に詳述するが、この乾燥ガスは、時間変動温度プロフィールおよび／または時間変動容積流量プロフィールに従って制御する。
【００２７】
トランスファーライン４２および／またはトランスファーライン４２の内容積部を介するマトリックスの流量に依存するものの、多くの場合マトリックスがトランスファーライン４２を流れる時間は無視することができる。したがって、本発明の目的にとっては、マトリックスがカラムＬＣの出口から溶出する時間は、マトリックスがエレクトロスプレー装置５２からチャンバ５４へ流入する時間と同じかまたはほぼ同じと考えることができる。
【００２８】
当業者には理解されることであるが、エレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩはまた、液滴形成を促進するためにチャンバ５４の中へ窒素等の不活性な噴霧ガスを流し、特におよそ０．０２ｍｌ／ｍｉｎ以上の流量を実現するための手段（図示せず）を含むことができる。例として、エレクトロスプレー装置５２の毛細管５６の周囲に環状に補助導管を配置することができ、この補助導管と毛細管５６との間で規定される環状空隙を介して噴霧ガスを導く。しばしば空圧補助エレクトロスプレーイオン化と称されるこの機構では、噴霧ガスおよびマトリックスの双方は、エレクトロスプレー装置５２の先端からチャンバ５４に入る。エレクトロスプレーイオン化における噴霧ガスの使用の例としては、ウェルズらに対して付与され本発明と同一の譲受人に譲渡されている特許に係る前記特許文献１に開示されているものがあり、その内容は、全体をここに組み込むものとする。ここに開示する主題のいくつかの実施形態によれば、エレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩは、チャンバ５４へ噴霧ガスを流すための手段を含んでいる。さらなる実施形態によれば、この噴霧ガスは加熱されて、気化を最適化する目的でマトリックスに熱を加えるため付加的な手段となる。
【００２９】
既知の手段によってチャンバ５４内で電場勾配を形成し、帯電した被検体を含んでいる液滴を質量分析計ＭＳの入口６２へ引きつける。通常は、質量分析計ＭＳの第１の真空ステージ中の毛細管６４を介して、このイオンが移動する。次いで、このイオンはスキマープレート６６を通り抜けて、マルチポール構造、または他の適切なイオンガイドすなわちピント合わせ装置６８を含むことができる質量分析計ＭＳの第２の真空ステージに達し、次いで検知が行われて、分析用サンプルの質量スペクトルを生成する。
【００３０】
図１には、質量分析計ＭＳのある構成部品の一例を示しており、質量分析計の他の多くの知られている設計を代わりに使用することができることは理解されよう。
ここに開示する主題によれば、ＬＣ／ＭＳシステム１０は、さらにそれぞれ温度プロフィールおよび容積流量プロフィールに従って、乾燥ガスの入力を制御するためのヒーター制御装置ＨＣおよび流量調整装置ＦＣを含んでいる。このヒーター制御装置ＨＣは、電気的にヒーター６０と通信し、任意のハードウェアおよび／または回路類を含むが、これらは、前もって定義されているか、または事前にプログラムされた温度プロフィールに従って、ヒーター６０から乾燥ガスまでの伝熱を可変的に制御し、その結果乾燥ガスの温度を制御するように適合されている。また、流量調整装置ＦＣは、ガス管ライン５８と通信し、任意のハードウェアおよび／または回路類を含むが、これらは、前もって定義されているか事前にプログラムされた流量プロフィールに従って、チャンバ５４への乾燥ガスの体積流量を可変的に制御するように適合されている。適切なものであればいかなる流量調整装置ＦＣも使用することができ、例としてはガスライン５８内の圧力を制御することにより流れを制御する装置（すなわち圧力コントロール装置）が挙げられる。
【００３１】
好適な実施形態においては、電子コントローラーＥＣは、溶媒供給システム２０（たとえば第１および第２ポンプすなわちＰAおよびＰB）、ヒーター制御装置ＨＣおよび／または流量調整装置ＦＣと通信して電子的にこれらの構成部品を制御する。このようにして、電子コントローラーＥＣを使用して、傾斜プロフィール、温度プロフィールおよび／または流量プロフィールをＬＣ／ＭＳシステム１０の操作中に制御する。本発明の一局面によれば、ＬＣ／ＭＳシステム１０のユーザは、最初に適切な傾斜プロフィール、温度プロフィールおよび流量プロフィールを決定し、電子コントローラーＥＣへプロフィールをプログラムするのに必要なデータを電子コントローラーＥＣ中へ入力する。当業者にはよく理解されることであるが、電子コントローラーＥＣをプログラムするために、適切なコンピュータプログラムを作成し、ユーザと電子コントローラーＥＣとの間にインターフェース設けることができる。一実施形態によれば、ここに開示する装置は、コンピュータプログラム製品を含み、このプログラム製品はコンピュータで読み取り可能なメディア内に収録されており、電子コントローラーＥＣがヒーター制御装置ＨＣおよび流量調整装置ＦＣを制御できるようにして、温度プロフィールと流量プロフィールとを実行する。
【００３２】
ＬＣ／ＭＳシステム１０の操作において、電子コントローラーＥＣは、溶媒供給システム２０、ヒーター制御装置ＨＣおよび／または流量調整装置ＦＣに適切な信号をダウンロードして、これらのプログラムを実行し、傾斜プロフィールならびに温度プロフィールおよび／または流量プロフィールをそれぞれ実現する。ＬＣ／ＭＳシステム１０の操作中に、これらのプロフィールを適切に、かつ確実に維持するために、適切なセンサーすなわちトランスデューサを設けて、電子コントローラーＥＣ、ヒーター制御装置ＨＣおよび／または流量調整装置ＦＣのためのフィードバック信号を生成し、正確なプロフィールからの偏差を検知して、その偏差に呼応して調節を行うことができるようにする。たとえば、センサーすなわちトランスデューサとしては、通常は線形可変容量型ポンプであるそれぞれ第１および第２ポンプすなわちＰAおよびＰBに取り付けたエンコーダ７２Ａおよび７２Ｂと、適切にヒーター６０に取り付けた熱電対７４と、ガス管線５８と連動して適切に取り付けた圧力トランスデューサまたは他の流量測定装置７６とが挙げられる。
【００３３】
以下に、傾斜溶離用のＬＣ／ＭＳシステム１０を最適化する方法について、図２〜図４の例を使用して、図１および図示したプロフィールを参照して説明する。本方法によれば、傾斜プロフィールは、ある所定の移動相、固定相および被検体を含むサンプルに対して最初に決定される。図２は、２溶剤系を含む移動相用の傾斜プロフィールの例である。より具体的にいえば、図２は、２つの溶媒である溶媒Ａおよび溶媒Ｂの流量プロフィールから作図した時間の関数としての移動相組成のプロットである。本例においては、溶媒Ａは水等の無機の溶媒であり、溶媒Ｂは有機溶媒であって溶媒Ａより揮発性が高い。サンプルの注入に先立って移動相が他の構成成分を含まないと仮定すれば、任意の時における移動相の合計の組成は１００％となる。本例において、時間ｔ＝０で、移動相中の溶媒Ａの組成は１００％であり、移動相中の溶媒Ｂの組成は０％である。カラムＬＣを通った傾斜溶離の終点（ｔ＝Ｘf）では、溶媒Ａの組成は０％であり、溶媒Ｂの組成は１００％である。したがって、典型的な傾斜プロフィールは、溶媒Ｂの組成が増加し、したがって移動相の揮発性が経時的に増加するにつれて溶媒Ａの組成が減少するという特徴を有することになる。開始点と終点時との間の中間のある時間（ｔ＝ｘi）においては、溶媒Ａの流量曲線は、溶媒Ｂの流量曲線と交差し、この時点で、移動相は、溶媒Ａ５０％／溶媒Ｂ５０％という組成を有する。溶媒の流量曲線は、図２に示すように線形、非線形（たとえば指数関数的）、もしくは階段状であることがあり、または、線形、非線形、および／もしくは階段状部の組み合わせであることもある。
【００３４】
クロマトグラフ分離技術の実施に先だって、ＬＣ／ＭＳシステム１０のユーザは、経験に基づいて傾斜プロフィールを決定する。所与のサンプルおよび分離技術用の傾斜プロフィールの決定は、当該技術においてよく知られており、詳細な記述はここでは行わないものとする。実例として、水等の無機溶媒と有機溶媒とを含む２相の移動相用の技術によれば、ユーザは、このサンプルの第１の被検体の適切な保持力を実現するためには、移動相中の有機溶媒の初期の組成をどの程度薄くする必要があるかを決定する。この組成の初期的な濃度が高すぎる場合には、第１の被検体は保持されないか、またはかろうじて保持される程度であり、その結果、この第１の被検体は、空隙容量にきわめて近い状態でカラムＬＣから溶出するであろう。そこで、ユーザは、どの程度の速度で組成の傾斜度を増加させる必要があるかを決めて、サンプルの最後の被検体が好ましい溶出時間で溶出されるようにする。結果として得られる傾斜プロフィールによって、溶出中の時間のいかなる瞬間の傾斜においても揮発性の限度および移動相の組成に関する情報を得ることができるようになる。
【００３５】
傾斜プロフィールが決定されたら、乾燥ガス用の温度プロフィールが決定される。図３は温度プロフィールの例である。具体的には、図３は、時間の関数としての乾燥ガス温度のプロットである。この好適な実施形態では、この温度プロフィールは、ｔ＝０とｔ＝Ｘ4との間の一定の部分を含み、かつｔ＝Ｘ4の後には変動すなわち傾斜部分を含む。好適な実施形態では、最初にＬＣ／ＭＳシステム１０の遅延容量を測定して、傾斜遅延時間を決定する。一般に、遅延容量すなわち傾斜遅延時間は、質量分析計ＭＳのＡＰＩインターフェースに到着するまでの、傾斜組成（すなわち傾斜に沿ったある点の移動相）の変化に必要な時間を表わす。図１に図示したＬＣ／ＭＳシステム１０の特定の例では、混合に先立って個別の溶媒のそれぞれの流量を変動させることにより、傾斜が決定されるが、遅延容量は、合流点ＭＰまたはその近傍からチャンバ５４のエレクトロスプレー毛細管５６の先端まで移動相が移動するに必要な時間に相当する。温度カーブ（ｔ＝０からｔ＝Ｘ4まで）の水平の（一定）部分は、一般に組成の傾斜の遅延容量を表わす。水平部分がその傾斜した部分に出会う曲線上の点（ｔ＝Ｘ4に対応する）は、一般に傾斜プロフィールの初期に作られた移動相が、図１に図示した典型的なシステムでのエレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩに到達する時間を表わす。
【００３６】
この遅延時間中には、毛細管の５６の湿潤状態を維持し、かつ塩の付着を防ぐために、エレクトロスプレー毛細管５６を介して移動相をチャンバ５４の中へ流入させる。遅延時間中にチャンバ５４に流れ込む移動相の部分は、傾斜プロフィールにまださらされていず、第１の被検体はカラムＬＣからまだ溶出されていない。したがって、移動相の組成および揮発性は、この遅延時間中において認めうるほどには変動しない。さらに、本例においては、この遅延容量中の移動相の揮発性は比較的低く、したがって気化のために必要とする熱エネルギーは比較的大きい。したがって、この遅延時間中における移動相の気化を最適化するために、乾燥ガスの温度は比較的高い一定温度に維持される。さらに、遅延容量中のカラムＬＣからの溶離液が対象の被検体を含んでいないので、この時間中に移動相の気化を最適化して、乾燥ガスによって移動相のこの部分を質量分析計ＭＳの入り口６２から洗い流すようにし、これによって移動相が質量分析計ＭＳによって検知され、生成されたマススペクトルに悪影響を及ぼすのを防ぐ。また、この乾燥ガスは、移動相が遅延時間中に質量分析計ＭＳの真空領域を汚染するのを防ぐ。
【００３７】
遅延容量の決定に加えて、エレクトロスプレー装置５２から放出されて行くにつれて傾斜溶離によって被検体／移動相マトリックスの揮発性が効果的に変動する間に、乾燥ガス用の温度プロフィールを決定する。図１の中の例に示す傾斜プロフィールにおいては、揮発性は、最小値から最大値まで増加し、したがって、移動相の組成が変動するにつれて、移動相を気化させるのに必要な熱量が変動する。したがって、遅延容量がＬＣ／ＭＳシステム１０を通過した後において、特に被検体／移動相マトリックスの液滴中に熱に対して応答性を有する構成成分がある場合には、チャンバ５４のエレクトロスプレーの液滴を気化するに必要な熱エネルギーの量は経時的に減少し始める。したがって、乾燥ガスの温度は、時間の関数として調節されて、成分が傾斜的に変化する間に、移動相の組成と乾燥ガス温度とが最良に調和するようになる。
【００３８】
温度プロフィールの可変部分は、移動相の溶出特性から決定する。具体的には、チャンバ５４の中へ流入する被検体／移動相マトリックスの所与の流量に対して、最も揮発性の低い移動相の組成、および最も揮発性の高い移動相の組成のそれぞれに対応する最適の乾燥ガス温度を決定する。次いで、これらの２つの極限値（すなわち最高温度および最低温度）間の温度プロフィールの可変部分は、任意の適切な技術によって決定する。たとえば、傾斜プロフィールが線形の場合には、経験に基づいて図３に示すような２つの極限値間の直線補間を最適温度プロフィールに近似させることができる。本例では、最も揮発性の低い移動相の組成は、傾斜プロフィールの開始点に生じ、また、もっとも揮発性が高い移動相の組成は、傾斜プロフィールの終点に生じる。しかしながら、ここに開示する主題がこの種の傾斜プロフィールに限定されるものではないことは理解されるであろう。たとえば、温度プロフィールは非線形であることができる。さらに、傾斜プロフィールは階段状であることもあり（すなわち、１つ以上の変動する傾斜を有している）、このような場合には、１つ以上の中間状態のための最適の乾燥ガス温度（複数可）を決定することが望ましいかもしれない。
【００３９】
図４は、乾燥ガスの容積流量プロフィールの例である。具体的には、図４は、時間の関数としての乾燥ガス流量のプロットである。しかしながら、ガスライン５８の圧力を調節することによって流量調整装置ＦＣが作動する場合には、図４が圧力プロフィールと等価なものを表わすことができることは理解されよう。したがって、用語「流量プロフィール」はまた、そのような場合には「圧力プロフィール」を意味するとして理解できる。一実施形態においては、流量プロフィールの決定は、カラムＬＣから溶出するマトリックスが、イオン化され輸送されて検出用吸入口６２を介して質量分析計ＭＳへ入る被検体を含んでいる溶出時間に基づいて行われる。好適な実施形態では、流量プロフィールは、ＬＣ／ＭＳシステム１０の溶出特性を算入するが、これは第１の被検体がカラムＬＣから溶出される直前の期間中、最後の被検体が溶出されてしまうまでの時間であって第１の被検体が溶出されてしまった後の期間、および最後の被検体が溶出されてしまった後の期間中に行われる。
【００４０】
第１の被検体が溶出される前の期間中においては、溶離液は、空隙容量中の移動相と、空隙容量中またはその後に溶出する保持性が弱くて高度に濃縮された化合物とを含む。溶離液のこの部分の組成は、分析値を有していないのが普通であり、したがって、この部分が質量分析計ＭＳに入力されるのを防ぐことが望ましい。したがって、図４に示した典型的な流量プロフィールの第１の部分は、吸入口６２から溶離液を除くのに十分な乾燥ガス用の比較的高い容積流量に相当する。このように流量プロフィールを実現することにより、移動相分流システム３０を必要とせず、その付随するコストおよび整備も必要としなくなることがわかるであろう。さらに、前述したように、乾燥ガスが加熱されるので、この期間中に流量が増加した分だけ溶離液に熱エネルギーの増化分を伝導することができ、これによってさらに溶離液の気化が最適化され、その流れを容易に吸入口６２から遠ざけることができる。
【００４１】
当業者には理解されることであるが、サンプルと移動相とがカラムＬＣを通って流れるとともに、サンプルの被検体は、移動相と固定相との間でそれらの保持時間に従って分離される。通常は、異なる被検体は、連続するバンドすなわち帯になってカラムＬＣから移動相と共に溶出され、次いで、結果として得られた被検体／移動相マトリックスはエレクトロスプレー装置５２に入り、エレクトロスプレー毛細管５６からチャンバ５４へエレクトロスプレーの形で放出される。ここに開示する方法では、ユーザは、第１の被検体がカラムＬＣから溶出される時間（時刻）、および最後の被検体がカラムＬＣから溶出される時間（時刻）を決定する。この期間内に、質量分析計ＭＳが好適に処理できるサイズの高度に帯電した被検体を含んでいる液滴が、電場の影響下で質量分析計ＭＳへの吸入口６２の方へチャンバ５４を介して移動する。さらに、液滴の中には、大きすぎて吸入口６２へ入るに当たって十分に脱溶媒されることができないものもあろう。これらの大きな液滴は、マススペクトルに応答して大きなピークを生じたり、かつ／または質量分析計ＭＳの第１および第２段階を急速に汚染する構成成分を持ち込んだりするかもしれない。この期間中は、望ましい小さな液滴を脱溶媒するために、また望まない大きな液滴を押し流すために、乾燥ガスの流量は十分に高く、しかしより小さな液滴を押し流すことのないように十分低くあるべきである。図４に図示するように、この期間中の流量は、第１の被検体の溶出に先立つそれ以前の期間と比較してより低くする。
【００４２】
通常は、クロマトグラフィーの実行の後に、ＬＣ／ＭＳシステム１０の中のカラムＬＣおよび関連する流体ライン、バルブ等を洗浄して、いかなる残余のマトリックスおよび他の汚染物をも除去することが望ましい。ある実施形態では、カラムＬＣおよびエレクトロスプレー装置５２を通して洗浄溶媒を流して洗浄工程を行う。図４に図示すように、この期間中の乾燥ガスの流量は、洗浄溶媒を吸入口６２から遠ざけるために再度増加させてもよい。
【００４３】
図４に例示するこの流量プロフィールは階段状のプロフィールであるが、高低双方の流量間を移行するときには、ユーザの経験に基づいて、直線的または非直線的に傾斜させてもよいことは理解されよう。さらに、サンプル、移動相に含まれる溶媒および傾斜プロフィールの形式等の要因に依存することであるが、分析値がほとんどないかまたは全くない大量の構成成分（複数可）がエレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩへ放出されると予想することができる場合、１つ以上の中間的な時間を、第１の被検体の溶出と最後の被検体の溶出との間に設けてもよい。したがって、ここに開示する本方法においては、このような望ましくない構成成分が吸入口６２に流入するのを防ぐために、乾燥ガス流れが十分に増量される中間の時間が包含されることは理解されよう。
【００４４】
前述のように、一旦、ＬＣ／ＭＳシステム１０のユーザが適切な傾斜プロフィール、温度プロフィールおよび流量プロフィールを決定してしまえば、電子コントローラーＥＣへプロフィールをプログラムして、クロマトグラフィーの実行の間に、溶媒供給システム２０、ヒーター制御装置ＨＣおよび流量制御ＦＣ装置を制御することができる。前記プロフィールを決めるこのプログラムは、ハードウェア、ファームウェアまたはソフトウェアによって実行することができる。ソフトウェアの場合には、ユーザが望むプロフィールを決定するために必要となる、ソフトウェアによる読み取りのためのデータをユーザが入力することができ、また、このソフトウェアには、命令が適切に実行できるように、溶媒供給システム２０、ヒーター制御装置ＨＣおよび流量制御ＦＣ装置へ、電子コントローラーＥＣ（たとえばコンピュータ）から信号を送信させることによってプロフィールを実行するために必要な命令を含ませることができる。他の実施形態では、ヒーター制御装置ＨＣ、および流量制御ＦＣ装置は、消去可能な記憶装置を備えた直接プログラム可能なタイプであることができ、この場合ユーザは、直接これらの制御装置をプログラムすることができる。
【００４５】
エレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩ等のＡＰＩインターフェースが、チャンバ５４の中への噴霧ガスの流れを供給する形式である場合には、ここまで記述してきた内容は、乾燥ガスに加えて、またはその代わりに、噴霧ガスおよび関連する構成部品に当てはめることができることは理解できよう。すなわち、噴霧ガス流は、この乾燥ガスに関してあらかじめ知られている方法とほぼ類似した方法で、温度および／または流量プロフィールに従って制御し、マトリックスとの相互作用をさせることができる。乾燥ガスと噴霧ガスとの双方が制御されている場合には、各ガスによって加えられた熱エネルギーの量と、各ガスの流量と、他の関連する熱力学的および流体力学ファクターとの形でガスの組み合わせ効果を考慮に入れることにより、各ガス用のそれぞれの温度、および／または流量プロフィールが決定されるが、この場合には、質量分析計ＭＳによって処理するためのイオン調製において、特にＡＰＩインターフェースの通常動作および機能を害さないようにする。
【００４６】
ここに開示する方法と装置とは、ＡＰＩインターフェースとしてエレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩを使用するという状況で記述してきた。しかしながら、一般的な問題として、ＡＰＣＩ源は、通常は熱的に不安定であったり高分子であったりする化合物に使用するには推奨されないものであるが、同様の有益性をもたらすために、エレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩの代わりに、ＡＰＣＩ源を使用することができるかもしれないということは、当業者には理解されよう。ＡＰＣＩ源の基本設計および操作の原理はよく知られているものであり、ここで詳細に記述する必要はない。簡潔に言えば、ＡＰＣＩ源では、インターフェースへ溶離液を輸送するために使用された毛細管は、エレクトロスプレー装置を含んでいない。その代わりに毛細管が溶離液を気化室へ導く。この気化室は、通常はチューブであり、石英等の不活性な材料で作られているか、またはその内面が石英等の不活性な材料で作られている。この毛細管は、溶離液と共に気化室へ噴霧ガスを輸送する環状のチューブに囲まれていて、それによってこの溶離液は気化室に入るとともに霧状化する。霧状化された溶離液は、気化室内部の軸方向の長さに沿って移動するにつれて気化する。このために、気化室の壁は適切なヒーター装置によって加熱し、および／または補助の乾燥用（もしくは気化用）ガスを気化室に流すことができる。次いで、この気化した溶離液は、気化室からコロナ針電極等の電極が延びているイオン化チャンバの中へ流入する。この電極は通常は、図１に図示したエレクトロスプレー装置５２に類似の様式で配置されており、市販の質量分析計は、通常はＥＳＩとＡＰＣＩとのモード間で容易に適合できるようになっていることに留意されたい。この電極は、別の導電面との間においてコロナ放電を起こし、溶離液をイオン化するためにエネルギーを供給し、その結果として得られるイオンが、吸入口６２を介して質量分析計ＭＳに入る。ＡＰＣＩインターフェースの一例は、本願と同一譲受人に譲渡されている特許に係る米国特許出願番号第１０／１１５，６８４号の中に示されており、この内容は全体をここに組み入れるものとする。現在ここに開示した内容においては、乾燥ガスおよび／または補助の気化ガスがこのＡＰＣＩインターフェースに流入するに場合にこれを制御するために、この温度および／または流量プロフィールを使用することができる可能性がある。
【００４７】
本発明の様々な詳細については、本発明の範囲を逸脱することなしに変更してもよいことが理解されよう。さらに、本発明は以下に述べる特許請求の範囲で定義するが、前述の記述は例示のみのためにあり、限定を意図していないものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ここに開示する本発明の主題に従ってガス用のプログラム可能な温度および流量プロフィールが実行できる典型的な液体クロマトグラフィー／質量分析（ＬＣ／ＭＳ）システムについての概略図である。
【図２】典型的な移動相組成傾斜プロフィールのプロットであり、これに従って、ＬＣ／ＭＳシステムが作動できるプロットである。
【図３】典型的なガス温度プロフィールのプロットであり、これに従ってＬＣ／ＭＳシステムが作動できるプロットである。
【図４】典型的なガス流量プロフィールのプロットであり、これに従ってＬＣ／ＭＳシステムが作動できるプロットである。
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する主題は、液体クロマトグラフィーと質量分析とに基づいて分離と検出とを行う分析的技術に関し、特に傾斜溶離を実施する技術に関する。さらには、ここに開示する主題は、クロマトグラフィーの溶離剤と相互に作用しあう乾燥ガスのパラメータを制御することによって本技術を最適化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００２年１０月３０日出願の米国仮特許出願番号６０／４２２，４６５号の利益を請求し、その開示は、引用によってその全体をここに組み込むものとする。
液体クロマトグラフィー（ＬＣ）は、分析的な手法で分離を行なって、サンプルを構成成分、すなわち研究者が興味を有する被検体へ分離する一般的な技術である。当業者には容易に知られていることであるが、ＬＣ技術では、クロマトグラフ分離が実行されている間に、液体である移動相中でサンプルが輸送される。また、移動相を、その移動相に対して混和性を有さない固定相を通過させる。通常は、該固定相は、サンプルと移動相とがその中を通過して流れるカラムまたはカートリッジの中に支持されている。移動相および固定相のそれぞれの組成は、サンプルの被検体が該移動相と固定相との間で分配され、それぞれの被検体の性質に依存してその程度が変動するように選択される。一方で固定相によって強く保持される被検体は、移動相でゆっくり移動し、他方で固定相によって弱く保持される被検体は、より急速に移動することになる。その結果、組成が異なる被検体は、移動相がカラムを流れるにつれて、互いに分離されるようになる。このようにして、溶離液がカラムから流出するにつれて被検体は効果的に連続して選別され、適切な分析機器によってこれらを容易に分析できるようになる。
【０００３】
分離されたサンプルの成分を分析する特に有用な１つの手段は、質量分析計である。様々な形式の質量分析計が商業的に利用可能であり、当業者に知られている。
サンプルインプットと、質量分析計の質量解析および検知部分の中へのインプットとの間で、大気圧イオン化（ＡＰＩ）インターフェースを利用する質量分析計が使用できるようになり、これにはエレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ）源または大気圧化学イオン化（ＡＰＣＩ）源等があり、ＬＣカラムからの溶離液が質量分析計に連続的に接続することができるようになった。このシステムは、一般に液体クロマトグラフィー／質量分析（ＬＣ／ＭＳ）システムと称される。
【０００４】
通常、質量分析計のＡＰＩインターフェースは、カラム溶離液、すなわち被検体／移動相のマトリックスを液滴に転換して、次いで質量分析計の空間部の中での処理に備えて、その液滴を被検体がイオン化できるように気化するかまたは脱溶媒する。通常は、２原子の窒素等の不活性な乾燥ガスの流れをＡＰＩインターフェースへ送り、液滴の蒸発を促進する。また、窒素等の噴霧用ガスをＡＰＩインターフェースへ分流して、被検体／移動相マトリックスを噴霧するのを支援することも行われる。ＡＰＩインターフェース中への導入に先立って、乾燥用ガス、および、噴霧用ガスもまた加熱することができる。これまでは、これらのＡＰＩガスは双方とも一定の温度および流量の状態で流していた。
【０００５】
ＬＣ／ＭＳシステムの操作中には、異なる被検体が適切なランタイム内で適切に分離されるように、ＬＣカラムによって達成される分離の効率を最適化することと、かつその結果としてもたらされたマススペクトルによって信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）およびクロマトグラフィーのピークの解像度を最大化するように質量分析計の効率を最適化することとの双方が重要である。ＡＰＩインターフェース中の被検体／移動相マトリックスを気化させるプロセスは、質量分析計の性能、およびその結果としてもたらされるマススペクトルの分析値に影響する場合がある。
【０００６】
従来は、クロマトグラフ分離は定組成溶離に限定されており、その移動相は一定の組成の単一の溶媒を含んでいた。また、前述のＡＰＩインターフェースが一定の温度および流量のＡＰＩガスによって作動する場合、液体クロマトグラフィーの溶媒が単一組成の場合にのみ、液滴蒸発の最適の効率が達成される。一定組成の分離については、ほとんどの場合これらの一定条件が満たされる。
【０００７】
しかしながら、傾斜溶離を必要とするクロマトグラフ分離を行なうことがますます求められるようになった。傾斜溶離においては、移動相は、多重溶剤系（一般的には、極性と揮発性とが著しく異なる２つまたは３つの溶剤）を含んでおり、移動相の組成中のそれぞれの溶媒の比率は、プログラムするか、または少なくとも前もって定義したある方法で、連続的にまたは段階的かつ経時的に変動させる。たとえば、逆相液体クロマトグラフィーにおいては、傾斜プロフィールによって、一方では移動相中の有機溶媒の割合を間断なく増加させ、他方では水等の揮発性の低い溶剤の割合を減少させることができる。傾斜溶離は、分離効率を著しく向上させることができ、移動相の保持因子を変化させるためにこの方法を使用して、２つ以上の種のクロマトグラフ分離を改良することができる。
【０００８】
あいにく、傾斜溶離を行なう場合、分析条件を設定するために使用した本質的に単一の溶媒組成から、移動相の条件が乖離するため、ＡＰＩガスに対して一定条件を採ったのではＡＰＩインターフェース中で最適効率が達成できない。移動相の組成が傾斜プロフィールによって変動するので、液滴の表面張力、移動相の粘性および移動相の揮発性の特性は、同じよう変動することになる。本明細書に開示する主題に先立って、特にある１つの傾斜または別の極端な領域の傾斜において、移動相の組成を変動させる影響を十分に補償する手段は開示されていなかったと考えられる。その結果、液滴の蒸発や質量分析計によって検知された信号が、傾斜分離を介してすべての被検体にとって最適化されていたとはいえない。さらに、ある実例では、ある被検体用の移動相組成に対してガス条件が厳しすぎ、所与の被検体の熱劣化が起こったが、これは受け入れがたいことであった。
【０００９】
前述の事実を考慮してみると、変動する移動相組成に応じてＡＰＩインターフェース中の液滴の蒸発を最適化し、その結果として信号の検出を改善し、熱劣化の危険を減らすようにして、傾斜溶離用にＬＣ／ＭＳシステムを設定し操作することが有利であろう。ここに開示する主題は、全体としてまたは一部分として、傾斜溶離に関する分析技術に関連する前述の問題および他の問題を扱うものとする。
【特許文献１】米国特許第6,207,955号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここでは、傾斜溶離用のＬＣ／ＭＳシステムを最適化するための方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本方法によれば、ある温度プロフィールを決定し、それに従ってガスをＡＰＩインターフェースへ流入させて、そのＡＰＩインターフェースに流入するマトリックスを気化させる。このマトリックスには、移動相、および分離のためにカラム中で移動相で輸送される複数の被検体が含まれる。該移動相は、組成傾斜プロフィールに従ってカラムを介して流入される少なくとも２つの溶媒を含む。傾斜プロフィールに従って移動相の気化を最適化するために、前記移動相の組成が変動するにつれて、前記温度プロフィールによってガスの温度が変動する。
【００１２】
傾斜溶離用ＬＣ／ＭＳシステムを最適化する他の方法においては、ある溶出時間を決定し、その温度でＬＣカラムから溶出するマトリックスが、質量分析計によって検出する被検体を含むようにする。この場合、このマトリックスは、質量分析計のＡＰＩインターフェース中へカラムから溶出される複数の被検体および移動相を含む。この移動相は、組成傾斜プロフィールに従ってカラムを介して流れる少なくとも２つの溶剤を含む。溶出時間に基づいて流量プロフィールを決定し、それに従ってガスを前記ＡＰＩインターフェースへ流入させる。該流量プロフィールはガス流量を変動させて、一方ではマトリックスが所望される被検体を含む場合には、流れを十分に低速にしてマトリックスが質量分析計の真空領域に入ることができるようにし、また他方ではマトリックスが所望される被検体を含まない場合には、流れを十分に高速にしてマトリックスが真空領域に入るのを防ぐようにする。
【００１３】
傾斜溶離用のＬＣ／ＭＳシステムを最適化するさらなる別の方法においては、ガスをＡＰＩインターフェースへ流入させ、移動相の溶剤の気化を最小にするために熱を加えるように第１の温度を決定し、ガスが溶媒の気化を最大にするために熱を加えるように第２の温度を決定する。第１および第２の温度の決定は、異なる揮発性の少なくとも２つの溶媒を含む移動相が、ＬＣカラムを介し次いでＡＰＩインターフェースへ流入する組成傾斜プロフィールに基づいて行い、かつＡＰＩインターフェースの中への移動相の流量に基づいて行う。第１および第２の温度に基づいて、ガスがＡＰＩインターフェースへ流入することになる温度プロフィールの変動する部分を決定する。サンプルを第１および第２の被検体を含むカラム中で分離して複数の被検体にするために、第１の溶出時間（時刻）および第２の溶出時間（時刻）を決定する。第１の溶出時間は、第１の被検体がカラムから溶出される時間であり、また、第２の溶出時間は、最後の被検体がカラムから溶出される時間とする。第１および第２の溶出時間に基づいて、流量プロフィールの少なくとも１つの部分を決定し、それに従って、通常は第１の溶出時間から第２の溶出時間までの期間にわたって、ガスがＡＰＩインターフェースへ流入する。
【００１４】
傾斜溶離に適合したＬＣ／ＭＳシステムを操作するための方法も提供する。該方法によれば、溶離液は、ＬＣカラムからＡＰＩインターフェース中へ流入する。該溶離液は、移動相と、移動相中で輸送されてかつカラムによって分離される被検体とを含む。該移動相は、少なくとも２つの溶媒を含み、溶離液の組成を変動させるための傾斜プロフィールに従ってカラムを通って流れる。ガスは、溶離液と相互作用を起こすＡＰＩインターフェースへ流入する。ＡＰＩインターフェース中へのガスの流れは、ガスパラメータプロフィールに従って制御される。このガスパラメータプロフィールは、溶離液の変動する組成に従って、温度および／または流量等のガスのパラメータを変動させる。
【００１５】
一実施形態においては、傾斜溶離用クロマトグラフィープロセスを最適化するための装置を提供する。本発明の装置は、中を流れる組成が変動するクロマトグラフィー溶離液をイオン化するためのＡＰＩインターフェースと、溶離液との相互作用を起こすためにＡＰＩインターフェースへガスを流すためのガス導管と、温度プロフィールに従って前記ガス導管を介して流れるガスの温度を制御するための加熱制御装置とを含む。この温度プロフィールは、溶離液の変動する組成に基づいてガス温度を変動させる。
【００１６】
他の実施形態によれば、本装置は、流量プロフィールに従ってＡＰＩインターフェース中へ入るガスの流量を制御するための流量調整装置を含み、該装置では流量プロフィールが、溶離液の変動する組成に基づいてガスの流量を変動させる。
さらに別の実施形態によれば、本装置は、加熱制御装置を制御するための電子コントローラーと、温度プロフィールおよび流量プロフィールのそれぞれに合わせた流量調整装置とを含む。
【００１７】
さらに別の実施形態においては、本装置は、温度プロフィールおよび流量プロフィールのそれぞれに合わせた加熱制御装置と流量調整装置とを制御するための、コンピュータで読取り可能なメディアに収録されているコンピュータで実行可能な命令を含むコンピュータプログラム製品を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、全体として１０で示す典型的な液体クロマトグラフィー／質量分析（ＬＣ／ＭＳ）システムを示す。ＬＣ／ＭＳシステム１０は、特に溶媒組成傾斜プロフィールを作りだすのに適切な全体として２０で示す溶媒／被検体輸送システムと、液体クロマトグラフィーカラムまたはカートリッジＬＣであることが好都合であり、特に高性能液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）に適切なカラムまたはカートリッジのクロマトグラフ分離器具と、全体としてＥＳＩで示す電気スプレーイオン化源等の適切なＡＰＩインターフェースを含む全体としてＭＳで示す質量分析計と、ＰＣワークステーション中等で作動する適切な電子マイクロプロセッサーまたはマイクロコントローラＥＣとを含んでいる。
【００１９】
溶媒輸送システム２０は、溶媒の流れを設定するのに必要なポンプ等の１つまたはそれ以上の液体輸送装置を含む。本実例では、第１のポンプＰAおよび第２のポンプＰBが、溶媒の最初は独立している２つの流れを作り出すためにあり、これらの溶媒は、異なる組成を有し、したがって異なる揮発性を有するのが通常である。逆相液体クロマトグラフィーの場合の一例では、１つの溶媒は、アセトニトリル、メタノール、テトラヒドロフラン等の有機組成物であり、別の溶媒は、水等の無機組成物である。有機溶媒は、無機溶媒より揮発性が高く、蒸発に要する熱エネルギーはより少ないのが通常である。選択するポンプ設計の形式によっては、内部または外部のリザーバ（図示せず）から第１および第２ポンプすなわちＰAおよびＰBに溶媒を供給することができる。
【００２０】
第１および第２ポンプすなわちＰAおよびＰBは、変動しかつ制御可能な流量に従って、それぞれの溶媒を傾斜プロフィールを形成するために輸送することができるあらゆる形式であってもよい。傾斜プロフィールは、溶媒が合流すなわち組み合わされた後に、それぞれの組成が経時的に変動するものである。一例としては、第１および第２ポンプすなわちＰAおよびＰBは、注射器形式すなわち往復ポンプ等の線形可変容量型ポンプであってもよい。当業者にはよく理解できることであるが、線形可変容量型ポンプは、一般的に、溶媒を供給するバレルと、このバレルの長さに応じて平行移動でき、それによってそこから溶媒を押し出すピストン等の移動可能な境界部とを含む。このピストンは、通常は、モーターを動力源としており、この動力源としては、たとえば線形ステージに結合されている回転する主ネジ等のカップリングを介する適当なマイクロステッピングモーター等が挙げられる。この主ネジはモーターから延びており、この線形ステージは、ピストンに結合されており、該主ネジの円運動が線形ステージとピストンとの直線運動に変換されるようになっている。
【００２１】
しかしながら、ここに開示する実施形態は、溶媒、ポンプの数または使用するポンプの形式に限定されるものではないことを理解されたい。他の実施形態では、溶媒リザーバと単一ポンプとの間に直列に配置されている溶媒プロポーショニングバルブによって傾斜プロフィールを確立することもでき、この場合には、該ポンプは、それぞれのリザーバからプロポーショニングバルブまで、プロポーショニングバルブによって制御された変動流量で溶媒を吸引する。さらに、移動相は他の構成成分または添加物を含むことができ、その例としては、実行している特定のＬＣ手順のために必要とされる適当な酸類（たとえばギ酸、トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）等）が挙げられる。移動相のための溶媒および他の構成部分は多くの要因に依存して選択されるが、これら要因の例としては、実行中のクロマトグラフィーの形式（たとえば、イオン交換、イオン対、順相、逆相、液−液、サイズ排除等）、使用している固定相の形式、検知すべき被検体の分子構造等が挙げられる。
【００２２】
第１および第２のポンプすなわちＰAおよびＰBによって押し出された溶媒は、それぞれのポンプ出力ライン２２Ａおよび２２Ｂを通って流出する。これらの溶媒間の傾斜プロフィールを形成するために、溶媒は、任意の既知の技術に従って合流点ＭＰで合流すなわち組み合わせられる。図１では、ポンプ出力ライン２２Ａおよび２２Ｂを通って流れた後の溶媒の流れの合流点ＭＰを表わすために、概略的にＴ字接続で描いてある。Ｔ字接続以外に、溶媒流を合流させるに適しているいかなる方法をも使用することができ、他の例では、マニホールド、混合室または混合弁を使用する。
【００２３】
溶媒供給システム２０は、合流点ＭＰの下流にサンプルインジェクターＳＩを備えており、これによって移動相流へサンプルを導入して流動可能なサンプル／移動相マトリックスを形成する。このサンプルは、カラムＬＣによってクロマトグラフィー分離し、かつ質量分析計ＭＳによって検知することになる対象の被検体すなわち構成成分を含んでいる。サンプル注射器ＳＩは適切なものであれば、いかなるものでも使用することができる。当業者はよく理解できるであろうが、通常のサンプル注射器ＳＩとしてはマルチポートバルブが挙げられる。ある位置で、このマルチポートバルブによってサンプルループを、手動の注射器か適切な自動サンプラーからの前記サンプルで満すことができ、他方で移動相は、トランスファーライン２４を介して合流点ＭＰからカラムＬＣまでの入力ライン２６へ流れる。別の位置では、このマルチポートバルブは、流れの向きをトランスファーライン２４から変えて、カラムＬＣの中へ移動相を伴って輸送するために入力ライン２６へサンプルループ中のサンプルを洗い出す。
【００２４】
溶媒供給システム２０が、カラムＬＣに移動相とサンプルとを供給するために必要であるかまたは望ましいと思われる他の追加の構成部品をも含むことができることは理解されよう。この例としては、脱泡、フィルタ濾過、パルスダンプニング部品等がある。カラムＬＣは任意の市販のカラムであってもよい。一般には、カラムＬＣに固定相用の耐久性の担体が充填されており、これにより移動相で輸送されたサンプルの被検体は、保持時間の差に従って相互に作用を及ぼしあい分離される。固定相構成成分用の担体の最も通常の形は、特に分配クロマトグラフィーの場合には固体である。したがって、典型的な耐久性の担体は、カラムＬＣの内で保持されているビーズまたは他の粒子の充填物である。この充填物の材料としては、通常はシリカまたはアルミナ等の無機のセラミック組成物を有する粒子が挙げられるが、またポリスチレンジビニルベンゼン等の有機的重合体の粒子であることもできる。逆相クロマトグラフィーの場合には、固定相は、通常オクチルデシル（Ｃ18）等のアルキル鎖が結合しているシリカビーズ（たとえばオクチルデシルシランすなわちＯＤＳ）から形成される。
【００２５】
また図１には、全体として３０で表す移動相分流システムを示すが、これはカラムＬＣとエレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩとの間に直列に配置されている。移動相分流システム３０は、通常はマルチポートバルブ等の分流バルブ３２と、補助ポンプ３４と、廃棄ラインＷとを含む。当業者には理解されることであるが、移動相分流システム３０は、溶離液が重要な分析値を有する構成成分を含むとは予想されない段階では、カラムＬＣからの溶離液を質量分析計ＭＳから外して分流するために使用されることが多い。たとえば、カラムＬＣの中の固定相上にいかなる重要な被検体が保持されていたとしても、その前の段階では、溶離液は本質的にカラムＬＣの空隙容量中に含まれていた移動相である。さらに、分離工程後においては、次のクロマトグラフィーの実行に備えて、カラムＬＣを洗浄するために、カラムＬＣを通して洗浄用溶媒を送る。このような段階中では、溶離液を分流して廃棄Ｗすることにより、カラムＬＣからの溶離液のこれらの部分の検出は行わなくとも済むようになる。ここに開示する方法、および特にエレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩへ導入するＡＰＩガスのための流量プロフィールを確立することによって、ＬＣ／ＭＳシステム１０の一部分としての移動相分流システム３０の必要性がなくなる方法を以下の記述で明らかにする。
【００２６】
カラムＬＣからの溶離液、すなわち被検体／移動相マトリックスを、トランスファーライン４２を介してカラムＬＣからエレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩまで流す。エレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩは、大気圧または実質的に大気圧に維持されたチャンバ５４へ延びているエレクトロスプレー装置５２を含んでいる。エレクトロスプレー装置５２は、トランスファーライン４２と流通している金属または金属被覆された毛細管５６を含んでいる。毛細管５６は、スプレーシールド等の別の導電性部品に対してある電圧レベルに維持されており、その結果、被検体／移動相マトリックスは、エレクトロスプレーの形態となって、毛細管の５６の先端（チップ）からチャンバ５４へ放出される。帯電した液滴を脱溶媒しやすくするために、適切な気体供給源および供給システム（図示せず）からのガス管線５８経由で、窒素等の不活性乾燥ガスを、チャンバ５４へ流入させる。この乾燥ガスは、直列配置のヒーター６０を介して乾燥ガスを流す等によってチャンバ５４へ導入する前に加熱する。以下に詳述するが、この乾燥ガスは、時間変動温度プロフィールおよび／または時間変動容積流量プロフィールに従って制御する。
【００２７】
トランスファーライン４２および／またはトランスファーライン４２の内容積部を介するマトリックスの流量に依存するものの、多くの場合マトリックスがトランスファーライン４２を流れる時間は無視することができる。したがって、本発明の目的にとっては、マトリックスがカラムＬＣの出口から溶出する時間は、マトリックスがエレクトロスプレー装置５２からチャンバ５４へ流入する時間と同じかまたはほぼ同じと考えることができる。
【００２８】
当業者には理解されることであるが、エレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩはまた、液滴形成を促進するためにチャンバ５４の中へ窒素等の不活性な噴霧ガスを流し、特におよそ０．０２ｍｌ／ｍｉｎ以上の流量を実現するための手段（図示せず）を含むことができる。例として、エレクトロスプレー装置５２の毛細管５６の周囲に環状に補助導管を配置することができ、この補助導管と毛細管５６との間で規定される環状空隙を介して噴霧ガスを導く。しばしば空圧補助エレクトロスプレーイオン化と称されるこの機構では、噴霧ガスおよびマトリックスの双方は、エレクトロスプレー装置５２の先端からチャンバ５４に入る。エレクトロスプレーイオン化における噴霧ガスの使用の例としては、ウェルズらに対して付与され本発明と同一の譲受人に譲渡されている特許に係る前記特許文献１に開示されているものがあり、その内容は、全体をここに組み込むものとする。ここに開示する主題のいくつかの実施形態によれば、エレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩは、チャンバ５４へ噴霧ガスを流すための手段を含んでいる。さらなる実施形態によれば、この噴霧ガスは加熱されて、気化を最適化する目的でマトリックスに熱を加えるため付加的な手段となる。
【００２９】
既知の手段によってチャンバ５４内で電場勾配を形成し、帯電した被検体を含んでいる液滴を質量分析計ＭＳの入口６２へ引きつける。通常は、質量分析計ＭＳの第１の真空ステージ中の毛細管６４を介して、このイオンが移動する。次いで、このイオンはスキマープレート６６を通り抜けて、マルチポール構造、または他の適切なイオンガイドすなわちピント合わせ装置６８を含むことができる質量分析計ＭＳの第２の真空ステージに達し、次いで検知が行われて、分析用サンプルの質量スペクトルを生成する。
【００３０】
図１には、質量分析計ＭＳのある構成部品の一例を示しており、質量分析計の他の多くの知られている設計を代わりに使用することができることは理解されよう。
ここに開示する主題によれば、ＬＣ／ＭＳシステム１０は、さらにそれぞれ温度プロフィールおよび容積流量プロフィールに従って、乾燥ガスの入力を制御するためのヒーター制御装置ＨＣおよび流量調整装置ＦＣを含んでいる。このヒーター制御装置ＨＣは、電気的にヒーター６０と通信し、任意のハードウェアおよび／または回路類を含むが、これらは、前もって定義されているか、または事前にプログラムされた温度プロフィールに従って、ヒーター６０から乾燥ガスまでの伝熱を可変的に制御し、その結果乾燥ガスの温度を制御するように適合されている。また、流量調整装置ＦＣは、ガス管ライン５８と通信し、任意のハードウェアおよび／または回路類を含むが、これらは、前もって定義されているか事前にプログラムされた流量プロフィールに従って、チャンバ５４への乾燥ガスの体積流量を可変的に制御するように適合されている。適切なものであればいかなる流量調整装置ＦＣも使用することができ、例としてはガスライン５８内の圧力を制御することにより流れを制御する装置（すなわち圧力コントロール装置）が挙げられる。
【００３１】
好適な実施形態においては、電子コントローラーＥＣは、溶媒供給システム２０（たとえば第１および第２ポンプすなわちＰAおよびＰB）、ヒーター制御装置ＨＣおよび／または流量調整装置ＦＣと通信して電子的にこれらの構成部品を制御する。このようにして、電子コントローラーＥＣを使用して、傾斜プロフィール、温度プロフィールおよび／または流量プロフィールをＬＣ／ＭＳシステム１０の操作中に制御する。本発明の一局面によれば、ＬＣ／ＭＳシステム１０のユーザは、最初に適切な傾斜プロフィール、温度プロフィールおよび流量プロフィールを決定し、電子コントローラーＥＣへプロフィールをプログラムするのに必要なデータを電子コントローラーＥＣ中へ入力する。当業者にはよく理解されることであるが、電子コントローラーＥＣをプログラムするために、適切なコンピュータプログラムを作成し、ユーザと電子コントローラーＥＣとの間にインターフェース設けることができる。一実施形態によれば、ここに開示する装置は、コンピュータプログラム製品を含み、このプログラム製品はコンピュータで読み取り可能なメディア内に収録されており、電子コントローラーＥＣがヒーター制御装置ＨＣおよび流量調整装置ＦＣを制御できるようにして、温度プロフィールと流量プロフィールとを実行する。
【００３２】
ＬＣ／ＭＳシステム１０の操作において、電子コントローラーＥＣは、溶媒供給システム２０、ヒーター制御装置ＨＣおよび／または流量調整装置ＦＣに適切な信号をダウンロードして、これらのプログラムを実行し、傾斜プロフィールならびに温度プロフィールおよび／または流量プロフィールをそれぞれ実現する。ＬＣ／ＭＳシステム１０の操作中に、これらのプロフィールを適切に、かつ確実に維持するために、適切なセンサーすなわちトランスデューサを設けて、電子コントローラーＥＣ、ヒーター制御装置ＨＣおよび／または流量調整装置ＦＣのためのフィードバック信号を生成し、正確なプロフィールからの偏差を検知して、その偏差に呼応して調節を行うことができるようにする。たとえば、センサーすなわちトランスデューサとしては、通常は線形可変容量型ポンプであるそれぞれ第１および第２ポンプすなわちＰAおよびＰBに取り付けたエンコーダ７２Ａおよび７２Ｂと、適切にヒーター６０に取り付けた熱電対７４と、ガス管線５８と連動して適切に取り付けた圧力トランスデューサまたは他の流量測定装置７６とが挙げられる。
【００３３】
以下に、傾斜溶離用のＬＣ／ＭＳシステム１０を最適化する方法について、図２〜図４の例を使用して、図１および図示したプロフィールを参照して説明する。本方法によれば、傾斜プロフィールは、ある所定の移動相、固定相および被検体を含むサンプルに対して最初に決定される。図２は、２溶剤系を含む移動相用の傾斜プロフィールの例である。より具体的にいえば、図２は、２つの溶媒である溶媒Ａおよび溶媒Ｂの流量プロフィールから作図した時間の関数としての移動相組成のプロットである。本例においては、溶媒Ａは水等の無機の溶媒であり、溶媒Ｂは有機溶媒であって溶媒Ａより揮発性が高い。サンプルの注入に先立って移動相が他の構成成分を含まないと仮定すれば、任意の時における移動相の合計の組成は１００％となる。本例において、時間ｔ＝０で、移動相中の溶媒Ａの組成は１００％であり、移動相中の溶媒Ｂの組成は０％である。カラムＬＣを通った傾斜溶離の終点（ｔ＝Ｘf）では、溶媒Ａの組成は０％であり、溶媒Ｂの組成は１００％である。したがって、典型的な傾斜プロフィールは、溶媒Ｂの組成が増加し、したがって移動相の揮発性が経時的に増加するにつれて溶媒Ａの組成が減少するという特徴を有することになる。開始点と終点時との間の中間のある時間（ｔ＝ｘi）においては、溶媒Ａの流量曲線は、溶媒Ｂの流量曲線と交差し、この時点で、移動相は、溶媒Ａ５０％／溶媒Ｂ５０％という組成を有する。溶媒の流量曲線は、図２に示すように線形、非線形（たとえば指数関数的）、もしくは階段状であることがあり、または、線形、非線形、および／もしくは階段状部の組み合わせであることもある。
【００３４】
クロマトグラフ分離技術の実施に先だって、ＬＣ／ＭＳシステム１０のユーザは、経験に基づいて傾斜プロフィールを決定する。所与のサンプルおよび分離技術用の傾斜プロフィールの決定は、当該技術においてよく知られており、詳細な記述はここでは行わないものとする。実例として、水等の無機溶媒と有機溶媒とを含む２相の移動相用の技術によれば、ユーザは、このサンプルの第１の被検体の適切な保持力を実現するためには、移動相中の有機溶媒の初期の組成をどの程度薄くする必要があるかを決定する。この組成の初期的な濃度が高すぎる場合には、第１の被検体は保持されないか、またはかろうじて保持される程度であり、その結果、この第１の被検体は、空隙容量にきわめて近い状態でカラムＬＣから溶出するであろう。そこで、ユーザは、どの程度の速度で組成の傾斜度を増加させる必要があるかを決めて、サンプルの最後の被検体が好ましい溶出時間で溶出されるようにする。結果として得られる傾斜プロフィールによって、溶出中の時間のいかなる瞬間の傾斜においても揮発性の限度および移動相の組成に関する情報を得ることができるようになる。
【００３５】
傾斜プロフィールが決定されたら、乾燥ガス用の温度プロフィールが決定される。図３は温度プロフィールの例である。具体的には、図３は、時間の関数としての乾燥ガス温度のプロットである。この好適な実施形態では、この温度プロフィールは、ｔ＝０とｔ＝Ｘ4との間の一定の部分を含み、かつｔ＝Ｘ4の後には変動すなわち傾斜部分を含む。好適な実施形態では、最初にＬＣ／ＭＳシステム１０の遅延容量を測定して、傾斜遅延時間を決定する。一般に、遅延容量すなわち傾斜遅延時間は、質量分析計ＭＳのＡＰＩインターフェースに到着するまでの、傾斜組成（すなわち傾斜に沿ったある点の移動相）の変化に必要な時間を表わす。図１に図示したＬＣ／ＭＳシステム１０の特定の例では、混合に先立って個別の溶媒のそれぞれの流量を変動させることにより、傾斜が決定されるが、遅延容量は、合流点ＭＰまたはその近傍からチャンバ５４のエレクトロスプレー毛細管５６の先端まで移動相が移動するに必要な時間に相当する。温度カーブ（ｔ＝０からｔ＝Ｘ4まで）の水平の（一定）部分は、一般に組成の傾斜の遅延容量を表わす。水平部分がその傾斜した部分に出会う曲線上の点（ｔ＝Ｘ4に対応する）は、一般に傾斜プロフィールの初期に作られた移動相が、図１に図示した典型的なシステムでのエレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩに到達する時間を表わす。
【００３６】
この遅延時間中には、毛細管の５６の湿潤状態を維持し、かつ塩の付着を防ぐために、エレクトロスプレー毛細管５６を介して移動相をチャンバ５４の中へ流入させる。遅延時間中にチャンバ５４に流れ込む移動相の部分は、傾斜プロフィールにまださらされていず、第１の被検体はカラムＬＣからまだ溶出されていない。したがって、移動相の組成および揮発性は、この遅延時間中において認めうるほどには変動しない。さらに、本例においては、この遅延容量中の移動相の揮発性は比較的低く、したがって気化のために必要とする熱エネルギーは比較的大きい。したがって、この遅延時間中における移動相の気化を最適化するために、乾燥ガスの温度は比較的高い一定温度に維持される。さらに、遅延容量中のカラムＬＣからの溶離液が対象の被検体を含んでいないので、この時間中に移動相の気化を最適化して、乾燥ガスによって移動相のこの部分を質量分析計ＭＳの入り口６２から洗い流すようにし、これによって移動相が質量分析計ＭＳによって検知され、生成されたマススペクトルに悪影響を及ぼすのを防ぐ。また、この乾燥ガスは、移動相が遅延時間中に質量分析計ＭＳの真空領域を汚染するのを防ぐ。
【００３７】
遅延容量の決定に加えて、エレクトロスプレー装置５２から放出されて行くにつれて傾斜溶離によって被検体／移動相マトリックスの揮発性が効果的に変動する間に、乾燥ガス用の温度プロフィールを決定する。図１の中の例に示す傾斜プロフィールにおいては、揮発性は、最小値から最大値まで増加し、したがって、移動相の組成が変動するにつれて、移動相を気化させるのに必要な熱量が変動する。したがって、遅延容量がＬＣ／ＭＳシステム１０を通過した後において、特に被検体／移動相マトリックスの液滴中に熱に対して応答性を有する構成成分がある場合には、チャンバ５４のエレクトロスプレーの液滴を気化するに必要な熱エネルギーの量は経時的に減少し始める。したがって、乾燥ガスの温度は、時間の関数として調節されて、成分が傾斜的に変化する間に、移動相の組成と乾燥ガス温度とが最良に調和するようになる。
【００３８】
温度プロフィールの可変部分は、移動相の溶出特性から決定する。具体的には、チャンバ５４の中へ流入する被検体／移動相マトリックスの所与の流量に対して、最も揮発性の低い移動相の組成、および最も揮発性の高い移動相の組成のそれぞれに対応する最適の乾燥ガス温度を決定する。次いで、これらの２つの極限値（すなわち最高温度および最低温度）間の温度プロフィールの可変部分は、任意の適切な技術によって決定する。たとえば、傾斜プロフィールが線形の場合には、経験に基づいて図３に示すような２つの極限値間の直線補間を最適温度プロフィールに近似させることができる。本例では、最も揮発性の低い移動相の組成は、傾斜プロフィールの開始点に生じ、また、もっとも揮発性が高い移動相の組成は、傾斜プロフィールの終点に生じる。しかしながら、ここに開示する主題がこの種の傾斜プロフィールに限定されるものではないことは理解されるであろう。たとえば、温度プロフィールは非線形であることができる。さらに、傾斜プロフィールは階段状であることもあり（すなわち、１つ以上の変動する傾斜を有している）、このような場合には、１つ以上の中間状態のための最適の乾燥ガス温度（複数可）を決定することが望ましいかもしれない。
【００３９】
図４は、乾燥ガスの容積流量プロフィールの例である。具体的には、図４は、時間の関数としての乾燥ガス流量のプロットである。しかしながら、ガスライン５８の圧力を調節することによって流量調整装置ＦＣが作動する場合には、図４が圧力プロフィールと等価なものを表わすことができることは理解されよう。したがって、用語「流量プロフィール」はまた、そのような場合には「圧力プロフィール」を意味するとして理解できる。一実施形態においては、流量プロフィールの決定は、カラムＬＣから溶出するマトリックスが、イオン化され輸送されて検出用吸入口６２を介して質量分析計ＭＳへ入る被検体を含んでいる溶出時間に基づいて行われる。好適な実施形態では、流量プロフィールは、ＬＣ／ＭＳシステム１０の溶出特性を算入するが、これは第１の被検体がカラムＬＣから溶出される直前の期間中、最後の被検体が溶出されてしまうまでの時間であって第１の被検体が溶出されてしまった後の期間、および最後の被検体が溶出されてしまった後の期間中に行われる。
【００４０】
第１の被検体が溶出される前の期間中においては、溶離液は、空隙容量中の移動相と、空隙容量中またはその後に溶出する保持性が弱くて高度に濃縮された化合物とを含む。溶離液のこの部分の組成は、分析値を有していないのが普通であり、したがって、この部分が質量分析計ＭＳに入力されるのを防ぐことが望ましい。したがって、図４に示した典型的な流量プロフィールの第１の部分は、吸入口６２から溶離液を除くのに十分な乾燥ガス用の比較的高い容積流量に相当する。このように流量プロフィールを実現することにより、移動相分流システム３０を必要とせず、その付随するコストおよび整備も必要としなくなることがわかるであろう。さらに、前述したように、乾燥ガスが加熱されるので、この期間中に流量が増加した分だけ溶離液に熱エネルギーの増化分を伝導することができ、これによってさらに溶離液の気化が最適化され、その流れを容易に吸入口６２から遠ざけることができる。
【００４１】
当業者には理解されることであるが、サンプルと移動相とがカラムＬＣを通って流れるとともに、サンプルの被検体は、移動相と固定相との間でそれらの保持時間に従って分離される。通常は、異なる被検体は、連続するバンドすなわち帯になってカラムＬＣから移動相と共に溶出され、次いで、結果として得られた被検体／移動相マトリックスはエレクトロスプレー装置５２に入り、エレクトロスプレー毛細管５６からチャンバ５４へエレクトロスプレーの形で放出される。ここに開示する方法では、ユーザは、第１の被検体がカラムＬＣから溶出される時間（時刻）、および最後の被検体がカラムＬＣから溶出される時間（時刻）を決定する。この期間内に、質量分析計ＭＳが好適に処理できるサイズの高度に帯電した被検体を含んでいる液滴が、電場の影響下で質量分析計ＭＳへの吸入口６２の方へチャンバ５４を介して移動する。さらに、液滴の中には、大きすぎて吸入口６２へ入るに当たって十分に脱溶媒されることができないものもあろう。これらの大きな液滴は、マススペクトルに応答して大きなピークを生じたり、かつ／または質量分析計ＭＳの第１および第２段階を急速に汚染する構成成分を持ち込んだりするかもしれない。この期間中は、望ましい小さな液滴を脱溶媒するために、また望まない大きな液滴を押し流すために、乾燥ガスの流量は十分に高く、しかしより小さな液滴を押し流すことのないように十分低くあるべきである。図４に図示するように、この期間中の流量は、第１の被検体の溶出に先立つそれ以前の期間と比較してより低くする。
【００４２】
通常は、クロマトグラフィーの実行の後に、ＬＣ／ＭＳシステム１０の中のカラムＬＣおよび関連する流体ライン、バルブ等を洗浄して、いかなる残余のマトリックスおよび他の汚染物をも除去することが望ましい。ある実施形態では、カラムＬＣおよびエレクトロスプレー装置５２を通して洗浄溶媒を流して洗浄工程を行う。図４に図示すように、この期間中の乾燥ガスの流量は、洗浄溶媒を吸入口６２から遠ざけるために再度増加させてもよい。
【００４３】
図４に例示するこの流量プロフィールは階段状のプロフィールであるが、高低双方の流量間を移行するときには、ユーザの経験に基づいて、直線的または非直線的に傾斜させてもよいことは理解されよう。さらに、サンプル、移動相に含まれる溶媒および傾斜プロフィールの形式等の要因に依存することであるが、分析値がほとんどないかまたは全くない大量の構成成分（複数可）がエレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩへ放出されると予想することができる場合、１つ以上の中間的な時間を、第１の被検体の溶出と最後の被検体の溶出との間に設けてもよい。したがって、ここに開示する本方法においては、このような望ましくない構成成分が吸入口６２に流入するのを防ぐために、乾燥ガス流れが十分に増量される中間の時間が包含されることは理解されよう。
【００４４】
前述のように、一旦、ＬＣ／ＭＳシステム１０のユーザが適切な傾斜プロフィール、温度プロフィールおよび流量プロフィールを決定してしまえば、電子コントローラーＥＣへプロフィールをプログラムして、クロマトグラフィーの実行の間に、溶媒供給システム２０、ヒーター制御装置ＨＣおよび流量制御ＦＣ装置を制御することができる。前記プロフィールを決めるこのプログラムは、ハードウェア、ファームウェアまたはソフトウェアによって実行することができる。ソフトウェアの場合には、ユーザが望むプロフィールを決定するために必要となる、ソフトウェアによる読み取りのためのデータをユーザが入力することができ、また、このソフトウェアには、命令が適切に実行できるように、溶媒供給システム２０、ヒーター制御装置ＨＣおよび流量制御ＦＣ装置へ、電子コントローラーＥＣ（たとえばコンピュータ）から信号を送信させることによってプロフィールを実行するために必要な命令を含ませることができる。他の実施形態では、ヒーター制御装置ＨＣ、および流量制御ＦＣ装置は、消去可能な記憶装置を備えた直接プログラム可能なタイプであることができ、この場合ユーザは、直接これらの制御装置をプログラムすることができる。
【００４５】
エレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩ等のＡＰＩインターフェースが、チャンバ５４の中への噴霧ガスの流れを供給する形式である場合には、ここまで記述してきた内容は、乾燥ガスに加えて、またはその代わりに、噴霧ガスおよび関連する構成部品に当てはめることができることは理解できよう。すなわち、噴霧ガス流は、この乾燥ガスに関してあらかじめ知られている方法とほぼ類似した方法で、温度および／または流量プロフィールに従って制御し、マトリックスとの相互作用をさせることができる。乾燥ガスと噴霧ガスとの双方が制御されている場合には、各ガスによって加えられた熱エネルギーの量と、各ガスの流量と、他の関連する熱力学的および流体力学ファクターとの形でガスの組み合わせ効果を考慮に入れることにより、各ガス用のそれぞれの温度、および／または流量プロフィールが決定されるが、この場合には、質量分析計ＭＳによって処理するためのイオン調製において、特にＡＰＩインターフェースの通常動作および機能を害さないようにする。
【００４６】
ここに開示する方法と装置とは、ＡＰＩインターフェースとしてエレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩを使用するという状況で記述してきた。しかしながら、一般的な問題として、ＡＰＣＩ源は、通常は熱的に不安定であったり高分子であったりする化合物に使用するには推奨されないものであるが、同様の有益性をもたらすために、エレクトロスプレーイオン化源ＥＳＩの代わりに、ＡＰＣＩ源を使用することができるかもしれないということは、当業者には理解されよう。ＡＰＣＩ源の基本設計および操作の原理はよく知られているものであり、ここで詳細に記述する必要はない。簡潔に言えば、ＡＰＣＩ源では、インターフェースへ溶離液を輸送するために使用された毛細管は、エレクトロスプレー装置を含んでいない。その代わりに毛細管が溶離液を気化室へ導く。この気化室は、通常はチューブであり、石英等の不活性な材料で作られているか、またはその内面が石英等の不活性な材料で作られている。この毛細管は、溶離液と共に気化室へ噴霧ガスを輸送する環状のチューブに囲まれていて、それによってこの溶離液は気化室に入るとともに霧状化する。霧状化された溶離液は、気化室内部の軸方向の長さに沿って移動するにつれて気化する。このために、気化室の壁は適切なヒーター装置によって加熱し、および／または補助の乾燥用（もしくは気化用）ガスを気化室に流すことができる。次いで、この気化した溶離液は、気化室からコロナ針電極等の電極が延びているイオン化チャンバの中へ流入する。この電極は通常は、図１に図示したエレクトロスプレー装置５２に類似の様式で配置されており、市販の質量分析計は、通常はＥＳＩとＡＰＣＩとのモード間で容易に適合できるようになっていることに留意されたい。この電極は、別の導電面との間においてコロナ放電を起こし、溶離液をイオン化するためにエネルギーを供給し、その結果として得られるイオンが、吸入口６２を介して質量分析計ＭＳに入る。ＡＰＣＩインターフェースの一例は、本願と同一譲受人に譲渡されている特許に係る米国特許出願番号第１０／１１５，６８４号の中に示されており、この内容は全体をここに組み入れるものとする。現在ここに開示した内容においては、乾燥ガスおよび／または補助の気化ガスがこのＡＰＣＩインターフェースに流入するに場合にこれを制御するために、この温度および／または流量プロフィールを使用することができる可能性がある。
【００４７】
本発明の様々な詳細については、本発明の範囲を逸脱することなしに変更してもよいことが理解されよう。さらに、本発明は以下に述べる特許請求の範囲で定義するが、前述の記述は例示のみのためにあり、限定を意図していないものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ここに開示する本発明の主題に従ってガス用のプログラム可能な温度および流量プロフィールが実行できる典型的な液体クロマトグラフィー／質量分析（ＬＣ／ＭＳ）システムについての概略図である。
【図２】典型的な移動相組成傾斜プロフィールのプロットであり、これに従って、ＬＣ／ＭＳシステムが作動できるプロットである。
【図３】典型的なガス温度プロフィールのプロットであり、これに従ってＬＣ／ＭＳシステムが作動できるプロットである。
【図４】典型的なガス流量プロフィールのプロットであり、これに従ってＬＣ／ＭＳシステムが作動できるプロットである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成傾斜プロフィールに従ってマトリックスを流入させるＡＰＩインターフェースを含むＬＣ／ＭＳシステムを最適化する方法であって、
（ａ）温度プロフィールを決定し、この温度プロフィールに従って、前記マトリックスを気化させるための前記ＡＰＩインターフェースへガスを流入させることであって、前記温度プロフィールが、前記移動相の気化を最適化するための傾斜プロフィールに従って、当該移動相の組成が変動するにつれて、当該ガスの温度を変動させることを含む方法。
【請求項２】
前記マトリックスが少なくとも２つの溶媒を含み、前記温度プロフィールを決定することが、前記傾斜プロフィール、および前記ＡＰＩインターフェース中への前記マトリックスの流量に基づいて、前記ＡＰＩインターフェースに流入する最も揮発性が低い溶媒に対して熱を加えるための前記ガスの第１の温度と、前記ＡＰＩインターフェースに流入する最も揮発性が高い溶媒に対して熱を加えるための前記ガスの第２の温度とを決定することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記温度プロフィールを決定することが、前記ＬＣ／ＭＳシステム用の傾斜遅延時間を決定することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記傾斜遅延時間を決定することが、前記マトリックス内の前記傾斜組成の変化が前記ＡＰＩインターフェースに達するのに必要な期間を測定することを含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記温度プロフィールが前記傾斜遅延時間に対応する部分を含み、この部分が実質的に一定の温度値を有している請求項３に記載の方法。
【請求項６】
流量プロフィールを決定し、この流量プロフィールに従ってガスを前記ＡＰＩインターフェースへ流入させることを含み、前記流量プロフィールが、前記ガスの流れを変動させて、前記マトリックスが質量分析計によって検出目的の被検体を含む場合には、前記マトリックスが前記ＡＰＩインターフェースと連通する前記質量分析計の真空部分に流入できるようにするのに十分に低い流れを与え、かつ前記マトリックスが検出目的の被検体を含まない場合には、前記マトリックスが前記真空部分に流入するのを防ぐのに十分に高い流れを与える請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記温度プロフィールと前記流量プロフィールとに従って前記ＡＰＩインターフェース中への前記ガスの流量を制御する電子プロセッサー搭載の装置をプログラムすることを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記流量プロフィールを決定することが、第１の被検体がＬＣカラムから前記ＡＰＩインターフェース中へ溶出される第１の溶出時間を決定することを含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記流量プロフィールを決定することが、最後の被検体が前記カラムから前記ＡＰＩインターフェース中へ溶出される第２の溶出時間を決定することを含み、前記流量プロフィールの少なくとも一部分が、全体として前記第１の溶出時間から前記第２の溶出時間までの期間に相当する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記移動相が前記カラムを介して全体として前記第１の溶出時間までに流れる初期の溶出期間を決定することと、前記初期の溶出期間に基づいた前記流量プロフィールの別の部分を決定することとを含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記初期の流量期間に相当する前記流量プロフィールの部分が、前記第１の溶出時間から前記第２の溶出時間までの前記流量プロフィールの部分中の流量値より高い流量値を有している請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の溶出時間の後に続く前記流量プロフィールの付加的な部分を決定し、その期間中に、前記カラムを洗浄するために前記カラムを介してかつ前記ＡＰＩインターフェース中へ洗浄溶媒を流入させることを含む請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
傾斜溶離に適合しているＬＣ／ＭＳシステムを操作する方法であって、
（ａ）ＬＣカラムからＡＰＩインターフェース中へ溶離液を流入させ、この溶離液が、移動相と、前記移動相中で輸送されかつ前記カラムによって分離される被検体とを含み、かつ前記移動相が、少なくとも２つの溶媒を含み、前記溶離液の組成を変動させるための傾斜プロフィールに従って前記カラムを介して前記溶離液を流すことと、
（ｂ）前記溶離液と相互作用を有する前記ＡＰＩインターフェースへガスを流すことと、
（ｃ）ガスパラメータプロフィールに従って前記ＡＰＩインターフェース中への前記ガスの流量を制御し、前記ガスパラメータプロフィールが、前記溶離液の変動する前記組成に従って前記ガスのパラメータを変動させることとを含む方法。
【請求項１４】
前記ガスパラメータプロフィールに従って前記ガスの流量を制御することが、温度プロフィールに従って前記ガスの流量を制御することを含み、前記温度プロフィールが前記ＡＰＩインターフェースに流入する前記溶離液の前記組成に基づいて前記ガスの温度を変動させる請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記温度プロフィールに従って前記ガスの流量を制御することが、前記ガスに熱を伝導するように配置されている加熱装置を制御することを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ガスパラメータプロフィールに従って前記ガスの流量を制御することが、前記流量プロフィールに従って前記ガスの流量を制御することを含み、前記流量プロフィールが前記ＡＰＩインターフェースに流入する前記溶離液の前記組成に基づいて前記ガスの流量を変動させる請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記流量プロフィールに従って前記ガスの流量を制御することが、前記ガスに作用するように流通している流量調整装置を制御することを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ガスの流量の制御することが、電子プロセッサー搭載の装置を操作して、前記ガス温度プロフィールおよび前記ガス流量プロフィールに従って前記ガスの流量を制御することを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
傾斜溶離用クロマトグラフィーのプロセスを最適化するための装置であって、
（ａ）内部を流れる変動する組成を有するクロマトグラフィーの溶離液をイオン化するためのＡＰＩインターフェースと、
（ｂ）前記溶離液と相互作用を有する前記ＡＰＩインターフェースへガスを流すためのガス導管と、
（ｃ）前記ガス導管を介して流れる前記ガスの温度を温度プロフィールに従って制御するための加熱制御装置であって、前記温度プロフィールが変動する前記溶離液の前記組成に基づいて前記ガス温度を変動させる加熱制御装置とを含む装置。
【請求項２０】
流量プロフィールが、変動する前記溶離液の前記組成に基づいて前記ガス流量を変動させ、前記流量プロフィールに従って前記ＡＰＩインターフェース中への前記ガスの流量を制御するための流量調整装置を含む請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記温度プロフィールおよび前記流量プロフィールのそれぞれに従って、前記加熱制御装置と前記流量調整装置とを制御するための電子コントローラーを含む請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記温度プロフィールおよび前記流量プロフィールのそれぞれに従って、前記加熱制御装置と前記流量調整装置とを制御するためのコンピュータで読取り可能なメディアに収録され、コンピュータで実行可能な命令を含むコンピュータプログラム製品を含む請求項２０に記載の装置。
【請求項１】
組成傾斜プロフィールに従ってマトリックスを流入させるＡＰＩインターフェースを含むＬＣ／ＭＳシステムを最適化する方法であって、
（ａ）温度プロフィールを決定し、この温度プロフィールに従って、前記マトリックスを気化させるための前記ＡＰＩインターフェースへガスを流入させることであって、前記温度プロフィールが、前記移動相の気化を最適化するための傾斜プロフィールに従って、当該移動相の組成が変動するにつれて、当該ガスの温度を変動させることを含む方法。
【請求項２】
前記マトリックスが少なくとも２つの溶媒を含み、前記温度プロフィールを決定することが、前記傾斜プロフィール、および前記ＡＰＩインターフェース中への前記マトリックスの流量に基づいて、前記ＡＰＩインターフェースに流入する最も揮発性が低い溶媒に対して熱を加えるための前記ガスの第１の温度と、前記ＡＰＩインターフェースに流入する最も揮発性が高い溶媒に対して熱を加えるための前記ガスの第２の温度とを決定することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記温度プロフィールを決定することが、前記ＬＣ／ＭＳシステム用の傾斜遅延時間を決定することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記傾斜遅延時間を決定することが、前記マトリックス内の前記傾斜組成の変化が前記ＡＰＩインターフェースに達するのに必要な期間を測定することを含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記温度プロフィールが前記傾斜遅延時間に対応する部分を含み、この部分が実質的に一定の温度値を有している請求項３に記載の方法。
【請求項６】
流量プロフィールを決定し、この流量プロフィールに従ってガスを前記ＡＰＩインターフェースへ流入させることを含み、前記流量プロフィールが、前記ガスの流れを変動させて、前記マトリックスが質量分析計によって検出目的の被検体を含む場合には、前記マトリックスが前記ＡＰＩインターフェースと連通する前記質量分析計の真空部分に流入できるようにするのに十分に低い流れを与え、かつ前記マトリックスが検出目的の被検体を含まない場合には、前記マトリックスが前記真空部分に流入するのを防ぐのに十分に高い流れを与える請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記温度プロフィールと前記流量プロフィールとに従って前記ＡＰＩインターフェース中への前記ガスの流量を制御する電子プロセッサー搭載の装置をプログラムすることを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記流量プロフィールを決定することが、第１の被検体がＬＣカラムから前記ＡＰＩインターフェース中へ溶出される第１の溶出時間を決定することを含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記流量プロフィールを決定することが、最後の被検体が前記カラムから前記ＡＰＩインターフェース中へ溶出される第２の溶出時間を決定することを含み、前記流量プロフィールの少なくとも一部分が、全体として前記第１の溶出時間から前記第２の溶出時間までの期間に相当する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記移動相が前記カラムを介して全体として前記第１の溶出時間までに流れる初期の溶出期間を決定することと、前記初期の溶出期間に基づいた前記流量プロフィールの別の部分を決定することとを含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記初期の流量期間に相当する前記流量プロフィールの部分が、前記第１の溶出時間から前記第２の溶出時間までの前記流量プロフィールの部分中の流量値より高い流量値を有している請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の溶出時間の後に続く前記流量プロフィールの付加的な部分を決定し、その期間中に、前記カラムを洗浄するために前記カラムを介してかつ前記ＡＰＩインターフェース中へ洗浄溶媒を流入させることを含む請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
傾斜溶離に適合しているＬＣ／ＭＳシステムを操作する方法であって、
（ａ）ＬＣカラムからＡＰＩインターフェース中へ溶離液を流入させ、この溶離液が、移動相と、前記移動相中で輸送されかつ前記カラムによって分離される被検体とを含み、かつ前記移動相が、少なくとも２つの溶媒を含み、前記溶離液の組成を変動させるための傾斜プロフィールに従って前記カラムを介して前記溶離液を流すことと、
（ｂ）前記溶離液と相互作用を有する前記ＡＰＩインターフェースへガスを流すことと、
（ｃ）ガスパラメータプロフィールに従って前記ＡＰＩインターフェース中への前記ガスの流量を制御し、前記ガスパラメータプロフィールが、前記溶離液の変動する前記組成に従って前記ガスのパラメータを変動させることとを含む方法。
【請求項１４】
前記ガスパラメータプロフィールに従って前記ガスの流量を制御することが、温度プロフィールに従って前記ガスの流量を制御することを含み、前記温度プロフィールが前記ＡＰＩインターフェースに流入する前記溶離液の前記組成に基づいて前記ガスの温度を変動させる請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記温度プロフィールに従って前記ガスの流量を制御することが、前記ガスに熱を伝導するように配置されている加熱装置を制御することを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ガスパラメータプロフィールに従って前記ガスの流量を制御することが、前記流量プロフィールに従って前記ガスの流量を制御することを含み、前記流量プロフィールが前記ＡＰＩインターフェースに流入する前記溶離液の前記組成に基づいて前記ガスの流量を変動させる請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記流量プロフィールに従って前記ガスの流量を制御することが、前記ガスに作用するように流通している流量調整装置を制御することを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ガスの流量の制御することが、電子プロセッサー搭載の装置を操作して、前記ガス温度プロフィールおよび前記ガス流量プロフィールに従って前記ガスの流量を制御することを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
傾斜溶離用クロマトグラフィーのプロセスを最適化するための装置であって、
（ａ）内部を流れる変動する組成を有するクロマトグラフィーの溶離液をイオン化するためのＡＰＩインターフェースと、
（ｂ）前記溶離液と相互作用を有する前記ＡＰＩインターフェースへガスを流すためのガス導管と、
（ｃ）前記ガス導管を介して流れる前記ガスの温度を温度プロフィールに従って制御するための加熱制御装置であって、前記温度プロフィールが変動する前記溶離液の前記組成に基づいて前記ガス温度を変動させる加熱制御装置とを含む装置。
【請求項２０】
流量プロフィールが、変動する前記溶離液の前記組成に基づいて前記ガス流量を変動させ、前記流量プロフィールに従って前記ＡＰＩインターフェース中への前記ガスの流量を制御するための流量調整装置を含む請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記温度プロフィールおよび前記流量プロフィールのそれぞれに従って、前記加熱制御装置と前記流量調整装置とを制御するための電子コントローラーを含む請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記温度プロフィールおよび前記流量プロフィールのそれぞれに従って、前記加熱制御装置と前記流量調整装置とを制御するためのコンピュータで読取り可能なメディアに収録され、コンピュータで実行可能な命令を含むコンピュータプログラム製品を含む請求項２０に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００６−５０４９７２（Ｐ２００６−５０４９７２Ａ）
【公表日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５５０２３４（Ｐ２００４−５５０２３４）
【出願日】平成１５年１０月２９日（２００３．１０．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０３４４４２
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０４２３８４
【国際公開日】平成１６年５月２１日（２００４．５．２１）
【出願人】（５９９０６０９２８）バリアン・インコーポレイテッド (81)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１０月２９日（２００３．１０．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０３４４４２
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０４２３８４
【国際公開日】平成１６年５月２１日（２００４．５．２１）
【出願人】（５９９０６０９２８）バリアン・インコーポレイテッド (81)
【Ｆターム（参考）】
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