ガスクロマトグラフ質量分析計（GC-MS）の特徴

ガスクロマトグラフ質量分析計（GC-MS）は、混合物を成分ごとに分離するGCと、各成分の質量情報を調べるMSを組み合わせた分析装置です。
保持時間だけでなく質量スペクトルも確認できるため、成分の定性と定量を同じ分析で進めやすい点が特徴です。本ページでは、GC-MSの仕組みやGC単体との違い、活用分野、装置の選び方、導入費用を解説します。

ガスクロマトグラフ質量分析計（GC-MS）の仕組みと原理

GCで混合物を成分ごとに分離する

試料は注入口で気化され、ヘリウムや水素などのキャリアガスによってカラム内を移動します。各成分は、沸点やカラム固定相との相互作用の違いにより、異なる時間でカラムから出てきます。この溶出時間が保持時間です。

GCは混合物を分離する役割を担いますが、保持時間だけでは、似た挙動を示す成分を断定できない場合があります。そこで、カラムから溶出した成分を質量分析計へ送り、成分の識別に必要な情報を追加します。

MSでイオンの質量電荷比を測定する

質量分析部では、真空中で成分をイオン化し、生成したイオンを質量電荷比（m/z）ごとに分離して検出します。GC-MSで広く用いられる電子イオン化（EI）では、分子が特徴的なパターンで断片化します。

得られた質量スペクトルを標準物質やライブラリの情報と照合することで、ピークが何の成分である可能性が高いかを絞り込めます。定量する場合は、標準試料から作成した検量線を用いて濃度を求めます。

検量線の作成と校正確認はGCのキャリブレーションで解説しています。ライブラリ候補だけで成分を確定せず、必要に応じて標準物質の保持時間とスペクトルを照合します。

クロマトグラムと質量スペクトルを組み合わせて解析する

GC-MSでは、時間に対する信号強度を示すクロマトグラムと、各ピークの質量スペクトルを組み合わせて解析します。全イオンを記録するスキャン測定は未知成分の探索に、指定したイオンを追跡するSIM測定は既知成分の高感度な定量に向いています。

ただし、GC-MSが得意とするのは、原則として気化でき、測定時の熱で分解しにくい成分です。難揮発性化合物や熱に弱い化合物では、誘導体化などの前処理、またはLC-MSを含む別手法の検討が必要です。

気化しにくい成分も扱う場合は、GCとLCの測定対象・前処理の違いを比較してください。

Sylphのような小型・ポータブル型GCは、現場での即時分析や設置場所を選ばない柔軟性など、従来のラボ設置型GCにはないメリットを多く備えています。一方で導入にあたっては、重量やサイズ、バッテリー駆動の可否など、現場環境に合わせて確認しておきたいポイントも少なくありません。

こうした導入前に押さえておきたい観点を整理しているので、ぜひ参考にしてください。

ガスクロマトグラフ（GC）単体との違い・使い分けの基準

GC単体とGC-MSの主な違いは、検出後に得られる情報です。FIDやTCDなどを搭載したGCは、既知成分のルーチン定量に適しています。一方、GC-MSは質量スペクトルから成分候補を検索できるため、未知ピークの確認や夾雑成分の多い試料で有効です。

比較項目	GC単体	GC-MS
主な情報	保持時間と検出器の応答	保持時間と質量スペクトル
成分の識別	標準物質との保持時間比較が中心	ライブラリ検索や標準物質との比較が可能
得意な分析	対象成分が決まったルーチン定量	未知成分の推定、多成分分析、確認分析
選択性	検出器の種類に左右される	m/zを利用して夾雑成分と区別しやすい
装置・運用	比較的シンプル	真空系やイオン源の管理が必要
費用	比較的抑えやすい	本体・保守ともに高くなる傾向

既知成分の定量を繰り返すならGC単体

測定対象が明確で、標準物質と分析条件が確立している品質管理では、GC単体が選択肢になります。対象成分に適した検出器を選べば、必要な感度を確保しながら導入費用と保守負担を抑えられる場合があります。

未知ピークの確認や微量多成分分析ならGC-MS

異臭や不良の原因調査、未知成分の探索、複雑な試料中の対象物質の確認にはGC-MSが適しています。さらに、食品中の残留農薬など、夾雑成分の影響を抑えて多数の既知成分を微量定量したい場合は、トリプル四重極型GC-MS/MSが候補になります。

【フローチャート】
おすすめのガスクロマトグラフ
メーカーと製品を紹介

主要メーカーの製品を幅広く比較調査したうえで、選定基準を診断チャートに落とし込みました。いくつかの質問に答えるだけで、自社に合った製品にたどり着けます。
※2025年4月6日時点、Googleで「ガスクロマトグラフ メーカー」検索し公式HPが確認できた18社を対象に、各社最大2製品（複数製品の掲載がない場合は1製品）を調査。

GC-MSの主な測定対象と活用されている業界

環境分析：VOCや農薬、環境汚染物質

大気・水・土壌に含まれるVOC、農薬、半揮発性有機化合物などの分析に利用されています。対象濃度や公定法によって、ヘッドスペース、パージ・トラップ、熱脱着などの前処理装置を組み合わせます。

水試料の採取と試料導入の使い分けは水質分析におけるGCの用途で確認できます。

食品・香料：香気成分や残留物質

食品や飲料の香気成分、異臭原因、残留農薬、製造工程由来の汚染物質などの確認に用いられます。香気のように多数の成分が含まれる試料では、分離条件に加え、ライブラリ検索や保持指標を組み合わせた評価が重要です。

残留農薬ではGC・GC-MSによる農薬分析の検出器と前処理を参照し、対象物質と食品マトリックスに合う試験法を確認します。

医薬・法科学：残留溶媒や薬毒物

医薬品の残留溶媒や不純物、法科学分野における薬毒物などの分析に活用されています。規制対応や第三者提出用データでは、装置性能だけでなく、データインテグリティに対応するソフトウェアやバリデーション支援も確認が必要です。

化学・材料：添加剤、発生ガス、劣化原因

樹脂やゴムの添加剤、電子部品・電池材料から発生するガス、燃料、溶剤、劣化生成物などの解析に使われます。固体や高分子材料では、熱分解装置や加熱脱着装置と接続することで、材料から発生する成分をGC-MSへ導入できます。

GC-MSを提供する主要メーカーと装置の選び方

GC-MSを選ぶ際は、感度の数値だけでなく、対象成分、定性・定量のどちらを重視するか、試料数、前処理装置、解析ソフト、保守体制まで整理することが大切です。一般的な定性・定量にはシングル四重極型、微量のターゲット定量にはトリプル四重極型、精密質量による未知成分解析には高分解能TOF型が候補になります。

当メディアのメーカー紹介ページに掲載しているメーカーのうち、メーカー公式HPで現行のGC-MSを確認できるメーカー・製品を調査しました。その中から、ルーチンの定性・定量、微量成分のターゲット定量、未知成分の高分解能解析という異なる導入目的に合わせて3製品を選定しています。

島津製作所のGCMS-QP2050

GCMS-QP2050は、シングル四重極型のガスクロマトグラフ質量分析計です。定性・定量を幅広く行うルーチン分析向けの選択肢で、操作性や分析業務の自動化を重視するラボに適しています。

質量分析方式	シングル四重極型
主な測定目的	ルーチンの定性・定量、多成分分析
イオン化法	EI（標準）、CI（オプション）
測定モード	スキャン、SIM
解析ソフト	LabSolutions GCMS
サイズ	公式HPに記載なし
重量	公式HPに記載なし

アジレント・テクノロジーの7010D Triple Quadrupole GC/MS

7010Dは、2段階の質量分離と衝突セルを利用するトリプル四重極型GC-MS/MSです。多数の対象成分を選択的に測定できるため、食品、環境、医薬品などに含まれる微量成分のターゲット定量に適しています。

質量分析方式	トリプル四重極型
主な測定目的	微量成分のターゲット定量、多成分一斉分析
イオン化法	EI（標準）、CI（オプション）
質量範囲	m/z 10～1,050
測定モード	dMRM、スキャン、tMRMなど
MRM速度	800トランジション/秒
解析ソフト	MassHunter
サイズ	350×860×470mm（MS部、幅×奥行×高さ）

日本電子のJMS-T2000GC AccuTOF GC-Alpha 2.0

JMS-T2000GC AccuTOF GC-Alpha 2.0は、高分解能の飛行時間質量分析計を採用したGC-TOFMSです。精密質量と複数のイオン化法を活用でき、未知成分の組成推定や構造解析を重視する研究・開発用途に適しています。

質量分析方式	直交加速型飛行時間質量分析計（TOFMS）
主な測定目的	未知成分解析、精密質量測定、構造解析
イオン化法	EI、FI、FD、PI、CI
質量分解能	30,000（m/z 614）
質量精度	1ppm（EI標準イオン源）
キャリアガス	ヘリウム、窒素
サイズ	公式HPに記載なし
重量	公式HPに記載なし

質量分析方式と前処理を測定目的から決める

装置選定では、まず「未知成分を探すのか」「既知成分を微量定量するのか」を明確にします。そのうえで、必要な定量下限、対象成分数、1日当たりの検体数、使用する公定法を整理します。

ヘッドスペース、パージ・トラップ、熱脱着、熱分解などの前処理装置との接続可否も重要です。自社試料を用いたデモ測定を依頼し、感度だけでなく、分離状態、解析時間、操作手順、メンテナンス頻度まで比較すると選びやすくなります。

GC-MSの導入費用を見積もる項目とランニングコスト

GC-MSの金額は、質量分析方式、オートサンプラ、試料導入装置、ソフト・ライブラリ、据付と保守の範囲で変わります。同じ対象成分、必要な定量下限、検体数、前処理を指定し、以下の項目を分けて見積もります。公開価格の具体例と条件はGC・GC-MSの本体価格と導入総額で確認できます。

費用項目	見積もり・比較の確認点
GC-MS本体	方式、イオン源、必要感度、付属構成を指定
導入総額	本体・必要オプション・据付・施設工事などを合算
GC-MS/MS・高分解能GC-MS	対象成分と必要性能を指定し、構成別に見積もる
ソフト・PC・ライブラリ	包含範囲、ライセンス数、更新・サポート条件
設置・インフラ整備	電源、ガス、排気、空調、搬入・据付を施設と照合
年間ランニングコスト	ガス・カラム・消耗品・更新費を使用量から積算
年間保守契約	点検、部品、出張対応、応答時間の包含範囲

消耗品と保守費用を含めて予算を組む

運用開始後は、カラム、ライナー、セプタム、キャリアガス、フィラメント、真空ポンプ関連の消耗品などが必要です。イオン源の清掃や部品交換、解析ソフト・ライブラリの更新費も発生します。

予算化では、本体価格だけでなく、前処理装置、設置環境、年間検体数、保守契約まで含めた総保有コストで比較します。停止期間が業務に与える影響が大きい場合は、オンサイト対応の範囲や代替部品の供給体制も確認しておきましょう。

必要な分析性能を明確にして過剰仕様を避ける

未知成分解析が中心でなければ、高分解能機が必須とは限りません。反対に、規制値付近の微量成分を複雑な試料から定量する場合は、シングル四重極型よりGC-MS/MSが適することがあります。測定対象と必要な定量下限を先に定め、実試料のデモ結果と総費用を合わせて判断することが、導入後の不足や過剰投資を防ぐポイントです。

ガスクロマトグラフは、使用シーンによって適した機器が大きく異なります。
使用する環境が違えば必要な検出器・設置条件・運用方法も変わるため、自社に合った製品を選ぶには「どこで・何を測定したいか」を起点に検討することが大切です。

当メディアは「現場での連続計測」「ラボでの成分特定」「製造ラインへの組み込み」の3つの使用シーン別におすすめメーカー・製品をまとめています。