5975C シリーズ MSD: ノーマライズされた装置チューニング技術概要 Jeffrey T. Kernan 、Harry Prest 通常、分析に携わる者は非常に微量の化合物の測定に関心が高いため、キャリブレーション化合物を用いてオー一般に「オートチューニング: autotuning」と呼ばれる、トチューニングで得られた EMV に、一定電圧を追加す質量分析計 (MS) でのイオン検出の自動最適化により、る傾向があります (たとえば、ATUNE.U + 400 V)。こ MS の操作性は驚異的に簡素化されてきました。この重要れにより、微量分析においてさらに適切なゲインが得らな操作は、当然だと思われるほど日常的なものになりまれ、ATUNE.U でチューニングした EMV だけで使用さした。チューンまたはオートチューンを行うために、MS れる場合よりも高いシグナルとなります。システムが揮発性キャリブレーション化合物を系内に導入し、特定のキャリブレーション化合物のイオンについさらに優れた方法として、設定される特有のゲインを得てアバンダンスなどの一部クライテリアを満たすようにられるようにマルチプライア電圧設定を調整することが MS パラメータを調整します。歴史的に、このチューニン可能となります。この機能は 5975C MSD で提供できるグ法技術が 597X シリーズ GC/MSD 装置を培ってきまようになりました。した。(ソフトウェアにより、ユーザはチューンウィザーこの利点は以下のとおりです。ドを通じて、これらのチューニングターゲットを変更または調整できることが可能になります。) 6 一貫性の高い化合物レスポンス。イオン源クリーニング、カラムメンテナンス、または EM 交換後、以前イオン光学機器を最適化し、キャリブレーション化合物使用された同じゲインに再チューンされた装置は、メイオンのピーク幅を調整した後、エレクトロンマルチプンテナンス前に測定された化合物レスポンスよりも同ライア (EM) に適用される電圧を調整することで、ター等以上の一貫性を持つ化合物レスポンスが得られまゲットキャリブレーション化合物のフラグメントイオンす。検出器 EM の経年劣化は常に問題で、固定ゲイアバンダンスが得られます。 EM の全域で適用される電ンでの取り込みは分析対象化合物レスポンスの再現性圧が、高エネルギー変換ダイノード (質量フィルタから出を維持する優れた方法です。てきたイオンを電子に変換した) から放出される非常に小さな電流を増幅し、さらに大きな電流 - ターゲットシグ 6 同じ化合物に対して異なる装置間での一致度の高いレスポンス。装置が同じクライテリアで、同じゲインにナルアバンダンスを生成します。チューンされる場合、装置間での化合物レスポンスは良い一致を示します。アバンダンスに対してだけチューこの非常に小さな電流の大きな電流への増幅度合いの尺ニングし、その後必要とされる感度を上げるために別度、もっと簡単な表現では、定量された電流を、マルチ途電圧を追加することで、関連したマルチプライアがプライア「ゲイン：GAIN」と呼ばれます。この処理によ同一または同様のゲインカーブを持つと思われていまり、相対的に高圧のキャリブレーション化合物ガスであす。しかし、これが真実ではあることは稀です。るパーフルオロトリブチルアミン (PFTBA ： perf luorotributylamine) から生じるイオン源中のターゲット 6 チューニングおよびトラブルシューティングに対してキャリブレーション化合物イオンアバンダンスに基づくエの優れた診断機能。たとえば、特有のゲインにチューレクトロンマルチプライア電圧 (EMV) が生成されます。緒言ニングし、空気および水のバックグラウンドを調べることで、より厳しい水および空気のクライテリアを開発できます。固定ゲインで取り込まれたクロマトグラムを検査する場合、時間とともにカラムブリードプロファイルが増加するか減少するかを判断するのが容易になります。さらに、チューニング中に適用される電圧が固定ゲイン値より高くなりすぎると、EM が寿命末期に達したことが明らかになります。そして最も重要なことは、メンテナンス前後またはチューンの間に、化合物レスポンスが同様ではない場合、GC-MSD の GC 部分に問題があると思われることを示しており、 GC 部分を注意を払う必要があります。これは、操作クライテリアを規定するためにとても貴重です。これらの利点を理解するには、EM の電圧としてのゲインの変化が直線性を示さないか、それほど EM 間で一貫せず、ばらつきがあることを理解する必要があります。 EMV が 100 V 増加されることの意味することは、マルチプライアは正比例では増加せず、実際には非線形で、関連する電圧範囲の関数となるということです。言い換えれば、 2 つの異なるマルチプライアをほぼ同じ電圧 (1,300 V) でそれぞれ「チューン」または「オートチューン」することになります。400 V をそれぞれのマルチプライアに加えることで、同じ電圧 (たとえば、1,700 V) になりますが、分析対象化合物に対して、通常同じゲインでは「なかったり」、同じシグナルまたはレスポンスにはなりません。しかし両方の EM が同じゲインに調整されると、シグナルと化合物レスポンスの両方は同じになるはずです。実際に、これらは非常に異なり、検出器に到達するシグナルは異なることを意味します。これは、同じ量の分析対象化合物がイオン源に到達するように GC や注入口をメンテナンスする必要があることや、またはさらに効率よく、上記のような他の可能性があるようにイオン源をクリーニングする必要があるなどの問題に対応できることになります。このような理由で、特有のゲインにノーマライズすることが重要かつ貴重となるわけです。この文書では、ChemStation G1701EA (E.00.xx) ソフトウェアでのゲインノーマライズチューニングの実施と使用するための推奨事項を紹介します。このソフトウェアは新しい 5975C MSD に標準で用意され、この概要で示したデータはこのプラットフォームで測定されました。 ChemStation ソフトウェアでのゲインノーマライズ図 1 に、「チューンおよび真空制御ビュー (Tune and Vacuum Control View)」のチューンメニューに追加された追加チューニングオプションを示します。追加コマンド「ゲインオートチューン (Gain Autotune) (Atune.U+ HiSense.U)」により、ゲインノーマライズチューンが実行され、ATUNE.U と HiSense.U の 2 つのファイルが作成されます。ATUNE.U は、10 5 のゲイン (チューンレポートの右下コーナーに EM ゲインとして表示されます) となるように EMV が設定されることを除き、他のあ 2 らゆる点で標準のオートチューンファイルと同じです。作成されるもう 1 方のチューンファイルの HiSense.U は、15 x 10 5 すなわち、標準の ATUNE 設定より 15 倍高いゲインを取得するための EMV 設定値を持ちます。ゲインノーマライズチューンの別の方法が「[実行：Execute] > [EM ゲインノーマライズ：EM Gain Normalization]」のメニューにあります (図 2)。読み込まれた図1 ゲインノーマライズチューニングメニューコマンドチューン (例えば mytune.U など) を使用して、最初の 3 つのメニュー選択肢のいずれか 1 つを選択すると、読み込んでいるチューニングファイルに対して、それぞれ 1 x 105、10 x 10 5、または 15 x 105 に設定されたゲイン値を持つ EMV が作成されます。例えば、 ATUNE.U ファイルが読み込まれている場合、ATUNE_10X.U または ATUNE_15X.U というファイル名のチューニングファイルが作成されます。(1X または 105 のゲインノーマライズを適用すると標準の ATUNE.U を作成するだけで、拡張子は追加されません)。一番下のラジオボタンを選択すると、HiSense.U チューニングファイルが作成されます。メニューコマンド TUNE が実行されると、チューンがすべての設定を適用し、先に割り当てられたゲインに合うように EMV を調整できるように、EM ゲイン設定はチューンと一緒に保存されます。 ( これは図 1 のプルダウンメニューの一番上の項目です)。ゲイン値はチューンレポートに記載されます。ゲインノーマライズの適用に関する提案過去においては、ユーザは ATUNE.U を作成し、自身で使用するメソッドの MS パラメータ (MS SIM/Scan Parameters) パネル (図 3、左パネル) のチューンにおいて約 400 V を加えたものでした。これは、マルチプライア、その履歴などに応じて、約 10 x 105 ∼ 15 x 105 の EM ゲインとなり、微量分析に幅広く便利であると証明したものでした。この手順の代わりに、EMV がチューンファイルで正確に取得されるように、単に HiSense.U ファイルを割り当て、増分電圧を加えないことを推奨します (図 3、右パネル)。図2 EM ゲインノーマライズの適用図3 推奨 MS パラメータ EM 設定値およびチューンファイルの変更 3 EMV 設定およびゲインの影響についてよくある質問様々な EM ゲインに対して、化合物レスポンスにどんな影響が見られるでしょうか? 予想されるように、これは装置の特定マルチプライアやその履歴に依存します。しかし大まかに言うと、化合物レスポンスはゲインに従います。図 4 には、4 つの異なる EM ゲインで取り込んだ 4 種類のヘキサクロロシクロヘキサンの RTIC の重ね書きを示します。これらは、以下のように予想した順番に積み重なります。一番下から順に ATUNE.U+0V (EM ゲイン 1X (105))、ATUNE+400V、 EM ゲイン 10X (10 x 105) となります。そして最もレスポンスの高い RTIC は HiSense.U で取り込んだ、常にゲインが 15X に設定されたものです。ベースラインとシグナルはこのパターンに従うことに注意してください。分析にはどの EM ゲインを選択すべきでしょうか? これは特定アプリケーションに対して分析に携わる者が検討する必要がありますが、一般的な指針として、微量分析を続けている場合 ( 分析対象化合物量 1 ng 未満) 、 HiSense.U は最良の方法です。しかし、高濃度の成分が関連している場合 (1 ng 未満)、ATUNE.U またはこれと ATUNE_10X.U の中間のような低い EM ゲインの方が成功するでしょう。 4 なぜ EM に多くの電圧を適用するだけでなく、非常に高い EM ゲインを使用する必要があるのでしょうか? 濃度が高い場合、シグナルが検出器を飽和させ、クロマトグラフピークは頂点が平らになり、線形動作の範囲は非常に小さくなります。実験により、常にシグナルとノイズの間、そして HiSense.U のゲインを越えて平衡になる必要があることをユーザが実証できますが、S/N 比は向上せず、線形作動範囲は低下し始めます。面白いことに、反対側の、図 4 の一番下のゲイン設定の RTIC は最高の S/N 比を示します。これは、たとえシグナルが低く (最低) ても、ノイズもベースラインで確かめられるほど非常に低いためです。それでは、なぜできる限り低い EMV およびゲインで分析しないのでしょうか? Abundance HiSense.U 10X ATUNE.U+400V ATUNE.U or 1X Gain 6.70 6.80 6.90 7.00 7.10 7.20 7.30 7.40 7.50 7.60 7.70 7.80 7.90 8.00 8.10 Time 図4 いくつかの EM ゲイン設定値でのレスポンス 5 www.agilent.com/chem/jp 詳細情報弊社製品とサービスについて更に詳しい情報をご希望のお客様は弊社 Web サイト (www.agilent.com/chem/jp) をご覧ください。 Agilent は、万一この資料に誤りが発見されたとしても、また、本資料の使用により付随的または間接的に損害が発生する事態が発生したとしても一切免責とさせていただきます。本資料に記載の情報、説明、製品仕様等は予告なしに変更することがあります。 © Agilent Technologies, Inc. 2006 Printed in Japan January 25, 2007 5989-6050JAJP