JP3238488B2 - Mass spectrometer - Google Patents
Mass spectrometerInfo
- Publication number
- JP3238488B2 JP3238488B2 JP25251392A JP25251392A JP3238488B2 JP 3238488 B2 JP3238488 B2 JP 3238488B2 JP 25251392 A JP25251392 A JP 25251392A JP 25251392 A JP25251392 A JP 25251392A JP 3238488 B2 JP3238488 B2 JP 3238488B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass spectrometer
- barrier
- ion
- spray
- ion introduction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、特に蛋白質などの難揮
発性物質の分離分析に重要な液体クロマトグラフと質量
分析計とを結合した装置、すなわち液体クロマトグラフ
・質量分析計におけるインタフェースに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for connecting a liquid chromatograph and a mass spectrometer, which are particularly important for the separation and analysis of non-volatile substances such as proteins, that is, an interface in a liquid chromatograph / mass spectrometer.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、分析の分野では液体クロマトグラ
フ・質量分析計の開発が重要視されている。液体クロマ
トグラフは混合物の分離に優れるが物質の同定ができ
ず、一方質量分析計は感度も高く物質の同定能力に優れ
るが混合物の分析は困難である。そこで、液体クロマト
グラフの検出器として質量分析計を用いる液体クロマト
グラフ・質量分析計は、混合物の分析に対して大変有効
である。参考のために、従来の液体クロマトグラフ・質
量分析計の全体の構成を示すブロック図を図9に示す。
液体クロマトグラフから溶出してくる試料溶液は配管2
によりイオン源に導入される。イオン源はイオン源用電
源4により信号ライン5aを介して制御されている。イ
オン源で生成した試料分子に関するイオンは、質量分析
部に導入されて質量分析される。この質量分析部は排気
系により真空に排気される。質量分析されたイオンはイ
オン検出器8で検出され、検出信号は信号ライン5bを
介してデータ処理装置に送られる。さて、このように液
体クロマトグラフ・質量分析計の原理は簡単であるが、
液体クロマトグラフは溶液中の試料を扱うのに対して、
質量分析計は高真空中のイオンを扱うという相性の悪さ
から、この方法の開発は非常に困難なものとなってい
る。この問題を解決するためにいくつかの方法が開発さ
れている。なかでも有力視されているのは、液体クロマ
トグラフからの溶出液を噴霧し、生成した液滴中に含ま
れる試料分子をイオン化して質量分析部へと取り込む噴
霧イオン化法である。2. Description of the Related Art At present, in the field of analysis, development of liquid chromatograph / mass spectrometer is regarded as important. Liquid chromatographs are excellent at separating mixtures but cannot identify substances, whereas mass spectrometers are sensitive and have excellent ability to identify substances, but the analysis of mixtures is difficult. Therefore, a liquid chromatograph / mass spectrometer using a mass spectrometer as a detector of the liquid chromatograph is very effective for analyzing a mixture. For reference, FIG. 9 is a block diagram showing the entire configuration of a conventional liquid chromatograph / mass spectrometer.
The sample solution eluted from the liquid chromatograph is
To the ion source. The ion source is controlled by a power source 4 for the ion source via a signal line 5a. Ions related to the sample molecules generated by the ion source are introduced into the mass spectrometer and subjected to mass analysis. The mass spectrometer is evacuated to a vacuum by an exhaust system. The mass-analyzed ions are detected by the ion detector 8, and the detection signal is sent to the data processing device via the signal line 5b. By the way, the principle of a liquid chromatograph / mass spectrometer is simple,
While liquid chromatography deals with samples in solution,
The incompatibility of mass spectrometers handling ions in high vacuum has made the development of this method very difficult. Several methods have been developed to solve this problem. Among them, a promising one is a spray ionization method in which an eluate from a liquid chromatograph is sprayed, and sample molecules contained in the generated droplets are ionized and taken into a mass spectrometer.
【0003】噴霧イオン化法の例として、アナリティカ
ル ケミストリー 1987年、59巻、2642頁
(Analytical Chemistry 59 (1987) 2642)に記載され
ている静電噴霧法について説明する。図10に静電噴霧
イオン源を備えた液体クロマトグラフ・質量分析計の構
造を示す断面図を示す。液体クロマトグラフ1から溶出
してくる試料溶液を、配管2、コネクタ10を介して噴
霧細管11に導入する。この噴霧細管11と対向電極1
2との間に数kVの電圧を印加すると、噴霧細管11の
先端で試料溶液がコーン状態になりその先端から微小液
滴が生成する、いわゆる静電噴霧現象が起こる。静電噴
霧法では、噴霧用ガス噴出口13を設け、噴霧細管11
のまわりから窒素などのガスを流し、噴霧を容易にす
る。さらに、生成した微小液滴に向けて、窒素などのガ
スを対向電極12側に設けられた気化用ガス噴出口14
から吹き付け、微小液滴の気化を促進させる。以上のよ
うな過程を経て生成したイオンは、イオン導入細孔15
から直接真空中に導入され、高真空下の質量分析部6で
質量分析される。As an example of the spray ionization method, an electrostatic spray method described in Analytical Chemistry 59 (1987) 2642, Vol. 59, p. 2642, 1987 will be described. FIG. 10 is a sectional view showing the structure of a liquid chromatograph / mass spectrometer provided with an electrostatic spray ion source. The sample solution eluted from the liquid chromatograph 1 is introduced into the spray capillary 11 via the pipe 2 and the connector 10. The spray capillary 11 and the counter electrode 1
When a voltage of several kV is applied between the sample solution 2 and the sample solution, a so-called electrostatic spraying phenomenon occurs in which the sample solution is in a cone state at the tip of the spray capillary 11 and microdroplets are generated from the tip. In the electrostatic spraying method, a spray gas outlet 13 is provided, and
A gas such as nitrogen is flowed from around to facilitate spraying. Further, a gas such as nitrogen is directed toward the generated microdroplets by a vaporizing gas outlet 14 provided on the counter electrode 12 side.
Spraying from the air to promote the vaporization of the microdroplets. The ions generated through the process described above are supplied to the ion introduction pore 15
Is directly introduced into a vacuum and mass analyzed by the mass spectrometer 6 under a high vacuum.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の方法には
次のような課題があった。静電噴霧イオン源に導入でき
る試料溶液の流量は、毎分10マイクロリットル程度に
限られており、これを越える試料用溶液をイオン源に導
入するとイオンを安定して観測することができなかっ
た。これは、試料溶液の流量が増すとともに、静電噴霧
により生成される液滴の直径が大きくなり、液滴を気化
し液滴中に含まれるイオンを効率良く取りだすことが困
難となるためである。さらに、直径の大きな液滴がイオ
ン取り込み細孔付近に触れると、細孔温度が下がり、液
膜が生成し細孔を閉鎖させてしまう。The conventional method has the following problems. The flow rate of the sample solution that can be introduced into the electrostatic spray ion source is limited to about 10 microliters per minute. When a sample solution exceeding this flow rate is introduced into the ion source, ions cannot be observed stably. . This is because as the flow rate of the sample solution increases, the diameter of the droplet generated by electrostatic spraying increases, and it becomes difficult to vaporize the droplet and efficiently extract ions contained in the droplet. . Further, when a droplet having a large diameter comes into contact with the vicinity of the ion capturing pore, the temperature of the pore decreases, and a liquid film is formed to close the pore.
【0005】一方、通常用いられる液体クロマトグラフ
の流量は毎分200マイクロリットルから1000マイ
クロリットルである。この、静電噴霧イオン源と液体ク
ロマトグラフとの流用の不適合のため、従来は、液体ク
ロマトグラフからの溶出液をスプリッタを用いて分割
し、ごく一部だけを静電噴霧イオン源に導入する方法が
取られていた。しかしながら、分離比1対100といっ
たスプリッタは安定に動作させるのが困難であるため、
観測されるイオン強度も安定しなかった。従って、毎分
数百マイクロリットルという高い流量で試料溶液を導入
しても安定してイオンを観測できる静電噴霧イオン源の
開発が望まれていた。On the other hand, the flow rate of a commonly used liquid chromatograph is 200 to 1000 microliters per minute. Due to the incompatibility between the electrostatic spray ion source and the liquid chromatograph, conventionally, the eluate from the liquid chromatograph is split using a splitter, and only a small part is introduced into the electrostatic spray ion source. The way had been taken. However, it is difficult to operate a splitter with a separation ratio of 1: 100 stably,
The observed ionic strength was not stable either. Therefore, development of an electrostatic spray ion source capable of stably observing ions even when a sample solution is introduced at a high flow rate of several hundred microliters per minute has been desired.
【0006】図11に、静電噴霧イオン源に毎分200
マイクロリットルで溶液(水/メタノール/5%酢酸)
を導入し、噴霧細管11と噴霧細管の先端から15ミリ
メートル離れた位置に配置された金属メッシュ16との
間に4キロボルトの電圧を印加して得られた噴流17中
の液滴の平均直径及び粒子数の分布を調べた結果を示
す。測定は噴霧細管11の先端から10ミリメートル離
れた位置で行った。ここで、粒子数とは、1秒間に0.
03立方ミリメートルの空間中を通過した粒子の個数を
表す。噴流の中心部分には噴霧用ガスの圧力により生成
される直径の大きな液滴が含まれる。この大きな液滴が
イオン導入細孔付近の温度を低下させ、イオン強度を減
少させる要因となる。一方、噴流中心部から外周部へと
離れるにつれ、液滴の平均粒径は小さくなり、噴流中心
から3mm以上離れると粒径は一定になった。そこで、噴
流の外周部に存在する粒径の小さな液滴だけをイオン導
入細孔より取り込むことにより、イオン導入細孔の冷却
によるイオン強度の減少を軽減し、イオンを安定に観測
することができる。本発明の目的は、イオン強度を強く
かつ安定に取り込むことができる静電噴霧イオン源を提
供することであり、これにより液体クロマトグラフ・質
量分析計の高感度化を実現することにある。FIG. 11 shows that the electrostatic spray ion source is operated at 200 rpm.
Solution in microliter (water / methanol / 5% acetic acid)
And the average diameter of the droplets in the jet 17 obtained by applying a voltage of 4 kV between the spray capillary 11 and the metal mesh 16 arranged at a position 15 mm away from the tip of the spray capillary, The results of examining the distribution of the number of particles are shown. The measurement was performed at a position 10 mm away from the tip of the spray capillary 11. Here, the number of particles means 0.
It represents the number of particles that passed through a space of 03 cubic millimeters. The central portion of the jet contains large diameter droplets generated by the pressure of the atomizing gas. These large droplets lower the temperature in the vicinity of the ion introduction pores and cause a reduction in ionic strength. On the other hand, as the distance from the center of the jet to the outer periphery increased, the average particle diameter of the droplet became smaller, and the particle diameter became constant at a distance of 3 mm or more from the center of the jet. Therefore, by taking in only the droplets having a small particle diameter existing in the outer peripheral portion of the jet from the ion introduction pore, the decrease in the ion intensity due to the cooling of the ion introduction pore can be reduced, and the ions can be observed stably. . SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electrostatic spray ion source capable of intensely and stably capturing ionic strength, thereby realizing high sensitivity of a liquid chromatograph / mass spectrometer.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的、すなわち、イ
オン強度を強くかつ安定に得られる静電噴霧イオン源を
得るため、液体クロマトグラフから送られてくる試料溶
液を噴霧細管の一端に導入しこの噴霧細管の他端から静
電噴霧させイオンを生成するための静電噴霧イオン源、
この生成したイオンを真空部に導入するためのイオン導
入細孔、及びこの導入されたイオンを質量分析するため
の質量分析部を備えた質量分析計において、噴霧細管の
先端とイオン導入細孔の開口する電極との間に、噴流中
心がイオン導入細孔の周囲に触れるのを妨げる障壁を設
ける。より詳細には、障壁の断面形状は、噴流の外周部
だけを細孔周辺へ収束させるため、円形、あるいは楕円
形、あるいは流線形など、外周に曲率を持つ。また、溶
液が障壁部分に溜るのを防ぐため、溶液を気化させるた
めの加熱機構をイオン源の他の部分とは独立して設ける
か、障壁を軸の方向ベクトルが重力方向に成分を持つ糸
状あるいは棒状の物体で構成し、溶液が流れ落ちるのを
補助する。さらに、電界によりイオンの収束を補助する
ため、障壁に対しイオン源の他の部分とは独立して電位
を印加する機構を設ける。In order to achieve the above object, that is, to obtain an electrostatic spray ion source capable of obtaining a stable and stable ionic strength, a sample solution sent from a liquid chromatograph is introduced into one end of a spray capillary. An electrostatic spray ion source for generating ions by electrostatic spray from the other end of the spray capillary;
In a mass spectrometer equipped with an ion introduction pore for introducing the generated ions into the vacuum section and a mass analysis section for mass analyzing the introduced ions, the tip of the spray capillary and the ion introduction pore A barrier is provided between the electrode and the opening to prevent the center of the jet from touching the periphery of the ion introduction pore. More specifically, the cross-sectional shape of the barrier has a curvature on the outer periphery such as a circle, an ellipse, or a streamline in order to converge only the outer periphery of the jet to the periphery of the pore. In order to prevent the solution from accumulating in the barrier, a heating mechanism for evaporating the solution is provided independently of the other parts of the ion source, or the barrier is formed as a thread with an axial direction vector having a component in the direction of gravity. Alternatively, it is composed of a rod-shaped object to help the solution flow down. Further, in order to assist the convergence of ions by the electric field, a mechanism is provided for applying a potential to the barrier independently of other portions of the ion source.
【0008】[0008]
【作用】試料溶液を噴霧する細管とイオンを取り込む細
孔との間に障壁を設け、粒径の大きな液滴が含まれる噴
流の中心付近が細孔周囲に接触することを妨げるため、
細孔の温度低下を軽減することができ、従って、質量分
析計において、イオン強度を安定に観測することができ
る。また、障壁の外壁面を曲率を有する形状とし、噴流
の外周部分の粒径の小さな液滴が多く得られる部分を気
流によりイオン導入細孔へと収束させることにより、イ
オン強度を強く得ることができる。従って、イオン強度
が安定に観測でき、かつ、高感度な質量分析計が可能と
なる。A barrier is provided between the capillary for spraying the sample solution and the pore for taking in ions, so that the vicinity of the center of the jet containing large droplets does not come into contact with the periphery of the pore.
The decrease in the temperature of the pores can be reduced, so that the ion intensity can be stably observed in the mass spectrometer. In addition, the outer wall surface of the barrier is formed into a shape having a curvature, and a portion of the outer peripheral portion of the jet where a large amount of liquid droplets having a small particle size is obtained is converged to the ion introduction pore by an air current, whereby strong ion intensity can be obtained. it can. Therefore, a high-sensitivity mass spectrometer capable of stably observing ionic strength is possible.
【0009】[0009]
【実施例】本発明による実施例を図1から図8により説
明する。図1は本発明による第1の実施例である静電噴
霧イオン源を示し、噴霧細管の先端とイオン導入細孔の
開口する対向電極との間に障壁を設けた静電噴霧イオン
源の断面図である。噴霧細管11の軸とイオン取り込み
細孔の中心軸とをずらして配置する。液体クロマトグラ
フから溶出してくる試料溶液は、配管2、コネクタ10
を介して噴霧細管11に導入される。噴霧細管11とイ
オン導入細孔15aの開口する対向電極12との間に、
電源18aを用いて数キロボルトの電圧を印加すること
により、溶液を静電噴霧させる。噴霧を補助するため
に、噴霧用ガス噴出口13より乾燥窒素などのガスを流
す。この様にして得られた帯電液滴が気化し、イオンが
生成される。生成されたイオンは、イオン導入細孔15
a、差動排気部19、イオン導入細孔15bを通して質
量分析部6に取り込まれる。この時、噴霧細管11の先
端と対向電極12との間に障壁20aを設けることによ
り、噴流の中心付近が電極に触れることを妨げ、イオン
導入細孔15aの周囲の温度変化を避ける。障壁20a
は導体が望ましいが、導体の障壁が噴霧細管先端付近の
電界を乱すおそれのある場合には、障壁20aの材質は
絶縁材を用いても良い。障壁20aの表面が溶液により
濡れ、噴霧が不安定になる場合には、この溶液を熱によ
り気化するために障壁20aにヒーター21を取付け、
イオン源の他の部分とは独立に加熱してもよい。さら
に、障壁20の電位は対向電極12の電位と同電位でも
良いが、帯電液滴あるいはイオンを細孔15a方向へド
リフトさせるため、障壁20aに電源18bを用いてイ
オン源の他の部分とは独立して電位を印加しても良い。
また、イオン導入細孔15aの中心軸に対して噴霧細管
11の中心軸を傾けて配置する構成の場合でも、障壁2
0aを設ける構成は有効である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an electrostatic spray ion source according to a first embodiment of the present invention, in which a cross section of an electrostatic spray ion source in which a barrier is provided between the tip of a spray capillary and an opposing electrode having an opening for ion introduction is provided. FIG. The axis of the spray capillary 11 and the central axis of the ion intake pore are shifted from each other. The sample solution eluted from the liquid chromatograph is connected to the pipe 2, the connector 10
Is introduced into the spray capillary 11. Between the spraying capillary 11 and the counter electrode 12 where the ion introduction pore 15a opens,
The solution is electrostatically sprayed by applying a voltage of several kilovolts using the power supply 18a. In order to assist the spraying, a gas such as dry nitrogen flows from the spraying gas outlet 13. The charged droplets thus obtained are vaporized and ions are generated. The generated ions are supplied to the ion introduction pore 15
a, the gas is taken into the mass spectrometer 6 through the differential pumping section 19 and the ion introducing pore 15b. At this time, by providing the barrier 20a between the tip of the spray capillary 11 and the counter electrode 12, it is possible to prevent the vicinity of the center of the jet from touching the electrode, and to avoid a temperature change around the ion introduction pore 15a. Barrier 20a
Is preferably a conductor, but if the barrier of the conductor may disturb the electric field near the tip of the spray capillary, the barrier 20a may be made of an insulating material. When the surface of the barrier 20a is wetted by the solution and the spray becomes unstable, a heater 21 is attached to the barrier 20a to vaporize the solution by heat.
Heating may be performed independently of other parts of the ion source. Further, the potential of the barrier 20 may be the same potential as the potential of the counter electrode 12, but in order to cause the charged droplets or ions to drift in the direction of the pores 15a, the barrier 20a uses a power supply 18b and is separated from the other parts of the ion source. A potential may be applied independently.
Further, even in the case of a configuration in which the central axis of the spray capillary 11 is inclined with respect to the central axis of the ion introduction pore 15a, the barrier 2
The configuration in which 0a is provided is effective.
【0010】図2は、本発明の第2の実施例を示す図で
あり、噴霧細管の軸とイオン導入細孔の中心軸とを傾け
て配置し、噴霧細管の先端とイオン導入細孔の開口する
対向電極との間に障壁を設けた静電噴霧イオン源の断面
図を示す。イオン導入細孔の中心軸に対して噴霧細管を
傾けて配置すると、噴流の中心付近がイオン導入細孔1
5aから離れた位置に当り、噴流の外周部分だけをイオ
ン導入細孔15aより取り込むことができるため、イオ
ン導入細孔15aの温度変化によるイオン強度の減少
や、対向電極12の表面に張った液膜がイオン導入細孔
15aを閉鎖させてしまうといった問題点は軽減され
る。しかしながら、まだこの構成では、噴霧開始後、イ
オン導入細孔の周辺が温度平衡に達するまでに10分程
度の時間を要した。このため、迅速に測定を行う場合に
課題があった。そこで、図2に示すように、障壁20a
により噴流の中心部分が対向電極12に触れるのを防ぐ
ことにより、対向電極12の温度を常に一定に保つこと
ができ、迅速な測定が可能となった。また本発明の第2
の実施例において、このイオン導入細孔の中心軸に対し
て噴霧細管の中心軸を傾けて配置する構成の場合、図3
の障壁の方向を変えて配置した一例を示す静電噴霧イオ
ン源の断面図に示すように、障壁20aの方向を変えて
配置しても良い。FIG. 2 is a view showing a second embodiment of the present invention, in which the axis of the spray capillary and the central axis of the ion introduction pore are arranged at an angle, and the tip of the spray capillary and the ion introduction pore are arranged. FIG. 2 is a cross-sectional view of an electrostatic spray ion source in which a barrier is provided between a counter electrode and an opening. When the spray capillary is arranged at an angle to the central axis of the ion introduction pore, the vicinity of the center of the jet flow becomes
5a, and only the outer peripheral portion of the jet can be taken in from the ion introduction fine hole 15a, so that the ion intensity decreases due to the temperature change of the ion introduction fine hole 15a and the liquid on the surface of the counter electrode 12 The problem that the membrane closes the ion introduction pore 15a is reduced. However, with this configuration, it took about 10 minutes after the start of spraying until the temperature around the ion introduction pore reached temperature equilibrium. For this reason, there is a problem in performing the measurement quickly. Therefore, as shown in FIG.
By preventing the center portion of the jet from touching the counter electrode 12, the temperature of the counter electrode 12 can be kept constant at all times, and quick measurement has become possible. The second aspect of the present invention
In the embodiment of FIG. 3, in the case where the central axis of the spray capillary is arranged to be inclined with respect to the central axis of the ion introduction pore, FIG.
As shown in a cross-sectional view of an electrostatic spray ion source showing an example in which the direction of the barrier is changed, the direction of the barrier 20a may be changed.
【0011】図4は本発明の第3の実施例を示す図であ
り、障壁の外壁面形状に曲率を持たせ、噴流の外周部の
みをイオン導入細孔へと収束させる静電噴霧イオン源の
断面図を示す。障壁の形状は、図1から図3に示したよ
うに板状あるいはブロック状でも良いが、図4に示すよ
うに、障壁20bの外壁面形状を円形あるいは楕円形あ
るいは流線型など曲率をもたせ、噴霧用ガスの流れを制
御することにより、噴流中心の粒径の大きな液滴を障壁
20bに当てて消滅させ、噴流の外周部に存在する粒径
の小さな液滴が多く得られる部分だけをイオン導入細孔
15aに収束させることができ、高感度化が達成でき
る。FIG. 4 is a view showing a third embodiment of the present invention, in which an outer wall surface of a barrier has a curvature, and an electrostatic spray ion source for converging only an outer peripheral portion of a jet to an ion introducing pore. FIG. The shape of the barrier may be a plate shape or a block shape as shown in FIGS. 1 to 3, but as shown in FIG. 4, the outer wall surface of the barrier 20b has a curvature such as a circle, an ellipse, or a streamline, and the spray is formed. By controlling the flow of the application gas, large droplets at the center of the jet are applied to the barrier 20b to be eliminated, and only the portion of the outer periphery of the jet where many small droplets are obtained is ion-introduced. The light can be converged on the pores 15a, and high sensitivity can be achieved.
【0012】図5は、本発明の第4の実施例を示す図で
あり、障壁を糸あるいは棒あるいはそれらの集合体より
構成した静電噴霧イオン源の断面図を示す。図5に示す
ように、軸の方向ベクトルが重力の方向に成分を持つよ
うに配置された糸や棒、あるいはそれらの集合体で障壁
20cを構成しても良い。このような構成にすることに
より、障壁20cに溜った溶液が糸あるいは棒を伝わっ
て流れ去るため、噴霧が不安定になることが避けられ
る。さらに、図5に示した構成では、糸あるいは棒の末
端に試料溶液を回収する機構を設けてもよい。この、溶
液を回収する機構を設けた構成を表すブロック図を図6
に示す。イオン源より噴霧された溶液は、一部分障壁2
0cに当り、糸あるいは棒を伝わって重力方向に流れ去
る。この、糸あるいは棒の末端にフラクションコレクタ
やビーカー等の回収容器22を設け、溶液を回収する。
この、回収容器22により回収した溶液を、光検出器2
3を用いて更に分析しても良い。また、図6中に記載し
たように、糸あるいは棒を伝わって流れる溶液を、直接
光検出器23へと導入しても良い。試料分子を検出する
機構と障壁を駆動する機構とを設け、液体クロマトグラ
フからの溶出液中に試料分子が含まれる場合にのみ障壁
を除去し、質量分析計へとイオンを導入しても良い。こ
の構成にすることにより、試料分子が分析できる場合に
のみ測定が行われるので、細孔の温度変化や細孔付近の
汚れなどが軽減され、また、データ処理装置に蓄えられ
るデータ量も少なくて済む。FIG. 5 is a view showing a fourth embodiment of the present invention, and is a sectional view of an electrostatic spray ion source in which a barrier is formed of a thread, a rod, or an aggregate thereof. As shown in FIG. 5, the barrier 20c may be composed of a thread or a rod arranged so that the axis direction vector has a component in the direction of gravity, or an aggregate thereof. With such a configuration, the solution accumulated in the barrier 20c flows down the thread or rod and flows away, so that it is possible to prevent the spray from becoming unstable. Further, in the configuration shown in FIG. 5, a mechanism for collecting the sample solution may be provided at the end of the thread or rod. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration provided with a mechanism for collecting a solution.
Shown in The solution sprayed from the ion source partially covers the barrier 2
At 0c, it flows down the thread or rod in the direction of gravity. A collection container 22 such as a fraction collector or a beaker is provided at the end of the thread or rod to collect the solution.
The solution collected by the collection container 22 is supplied to the photodetector 2
3 may be used for further analysis. Further, as described in FIG. 6, a solution flowing along a thread or a rod may be directly introduced into the photodetector 23. A mechanism for detecting the sample molecules and a mechanism for driving the barrier may be provided, and the barrier may be removed only when the sample molecules are contained in the eluate from the liquid chromatograph, and the ions may be introduced into the mass spectrometer. . With this configuration, the measurement is performed only when the sample molecules can be analyzed, so that the temperature change of the pores and the contamination near the pores are reduced, and the amount of data stored in the data processing device is also small. I'm done.
【0013】図7は、本発明の第5の実施例である、液
体クロマトグラフからの溶出液を光検出器で分析し、信
号が得られた場合に障壁を駆動する構成を示すブロック
図である。液体クロマトグラフからの溶出液を光検出器
へと導入する。スプリッターを設けて、溶液の一部だけ
をイオン源に導入する構成の場合には、図7に示したよ
うに、スプリッターで分割後、溶液を光検出器へと導入
しても良い。光検出器からの信号は信号ライン5cによ
り、障壁20d、質量分析部、データ処理装置へと送ら
れる。光検出器からの信号により、障壁20dを駆動
し、また、質量分析部及びデータ処理装置を作動させイ
オンの検出が行われる。図8に、図7に示した構成の障
壁部分の一例を示す構造図を示す。可動する障壁20d
と、可動部分を支持する障壁支持部24より構成され
る。溶媒だけが噴霧細管11に導入されている場合は、
図8に示したように、障壁20dによりイオン導入細孔
15aが覆われる。光検出器からの信号が送られて来る
と、障壁が除去され、イオンがイオン導入細孔15aよ
り取り込まれると同時に、質量分析部、イオン検出器、
データ処理装置が作動し、分析が行われる。この、試料
分子を検出する機構と障壁を駆動する機構とを設ける構
成は、静電噴霧法に限らず、他のスプレーイオン化法、
例えば、大気圧化学イオン化法、大気圧スプレーイオン
化法等にも有効である。FIG. 7 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention, in which an eluate from a liquid chromatograph is analyzed by a photodetector and a barrier is driven when a signal is obtained. is there. The eluate from the liquid chromatograph is introduced into a light detector. In the case of a configuration in which a splitter is provided and only a part of the solution is introduced into the ion source, the solution may be introduced into the photodetector after division by the splitter as shown in FIG. The signal from the photodetector is sent to the barrier 20d, the mass spectrometer, and the data processing device via the signal line 5c. In response to a signal from the photodetector, the barrier 20d is driven, and the mass analyzer and the data processing device are operated to detect ions. FIG. 8 is a structural diagram showing an example of the barrier portion having the configuration shown in FIG. Movable barrier 20d
And a barrier support 24 that supports the movable part. When only the solvent is introduced into the spray capillary 11,
As shown in FIG. 8, the ion introduction pore 15a is covered by the barrier 20d. When a signal from the photodetector is sent, the barrier is removed, ions are taken in from the ion introduction pore 15a, and at the same time, the mass spectrometer, the ion detector,
The data processing device is activated and the analysis is performed. The configuration in which the mechanism for detecting the sample molecules and the mechanism for driving the barrier are provided is not limited to the electrostatic spraying method, but may include other spray ionization methods,
For example, it is also effective for atmospheric pressure chemical ionization, atmospheric pressure spray ionization, and the like.
【0014】[0014]
【発明の効果】本発明によれば、静電噴霧により生成し
た液滴の中でも粒径の大きな物がイオン導入細孔の開口
する電極に触れるのを妨げることができる。さらに、障
壁の壁面形状に曲率を持たせることにより、小さな液滴
だけをイオン取り込み細孔から真空部へと取り込むこと
ができる。このため、イオン取り込み細孔の温度が変化
せず、質量分析部においてイオンを安定にかつ強く観測
することができる。According to the present invention, it is possible to prevent a droplet having a large particle diameter from coming into contact with an electrode having an opening for ion introduction, among droplets generated by electrostatic spraying. Furthermore, by making the wall shape of the barrier have a curvature, only small droplets can be taken into the vacuum part from the ion taking pores. Therefore, the temperature of the ion intake pore does not change, and the ions can be stably and strongly observed in the mass spectrometer.
【図1】本発明の第1の実施例の静電噴霧イオン源の断
面図。FIG. 1 is a sectional view of an electrostatic spray ion source according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施例の静電噴霧イオン源の断
面図。FIG. 2 is a sectional view of an electrostatic spray ion source according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施例において、障壁の方向を
変えて配置した一例を示す静電噴霧イオン源の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of an electrostatic spray ion source showing an example in which the direction of a barrier is changed in a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施例の静電噴霧イオン源の断
面図。FIG. 4 is a sectional view of an electrostatic spray ion source according to a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第4の実施例の静電噴霧イオン源の断
面図。FIG. 5 is a sectional view of an electrostatic spray ion source according to a fourth embodiment of the present invention.
【図6】溶液を回収する機構を設けた静電噴霧イオン源
の構成を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an electrostatic spray ion source provided with a mechanism for collecting a solution.
【図7】本発明の第5の実施例の試料分子を検出する機
構と障壁を駆動する機構とを設け質量分析を行う構成を
示すブロック図。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration for providing mass spectrometry by providing a mechanism for detecting a sample molecule and a mechanism for driving a barrier according to a fifth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第5の実施例のイオン源部分の一例を
示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing an example of an ion source portion according to a fifth embodiment of the present invention.
【図9】従来の液体クロマトグラフ・質量分析計の構成
を示すブロック図。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional liquid chromatograph / mass spectrometer.
【図10】従来の静電噴霧イオン源を備えた液体クロマ
トグラフ・質量分析計の構造を示す断面図。FIG. 10 is a sectional view showing the structure of a conventional liquid chromatograph / mass spectrometer equipped with an electrostatic spray ion source.
【図11】静電噴霧により生成される噴流中に含まれる
液滴の、噴流中心からの距離と平均粒径及び粒子数との
関係を示す図FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a distance from a jet center, an average particle diameter, and the number of droplets included in a jet generated by electrostatic spraying.
1…液体クロマトグラフ、2…配管、3…イオン源、4
…イオン源用電源、5a、5b、5c…信号ライン、6
…質量分析部、7…排気系、8…イオン検出器、9…デ
ータ処理装置、10…コネクタ、11…噴霧細管、12
…対向電極、13…噴霧用ガス噴出口、14…気化用ガ
ス噴出口、15、15a、15b…イオン導入細孔、1
6…金属メッシュ、17…噴流、18a、18b…電
源、19…差動排気部、20a、20b、20c、20
d…障壁、21…ヒーター、22…回収容器、23…光
検出器、24…障壁支持部、25…スプリッター。1: Liquid chromatograph, 2: Piping, 3: Ion source, 4
... Ion source power supply, 5a, 5b, 5c ... Signal line, 6
... Mass spectrometer, 7 ... Exhaust system, 8 ... Ion detector, 9 ... Data processing device, 10 ... Connector, 11 ... Spray tube, 12
··· Counter electrode, 13 · Spray gas outlet, 14 · Vaporizing gas outlet, 15, 15a, 15b · Ion-introduced pores, 1
6 ... metal mesh, 17 ... jet, 18a, 18b ... power supply, 19 ... differential exhaust part, 20a, 20b, 20c, 20
d: barrier, 21: heater, 22: collection container, 23: photodetector, 24: barrier support, 25: splitter.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧 敦 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 神原 秀記 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 平4−163849(JP,A) 特開 平4−127050(JP,A) 特開 昭59−153164(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/62 - 27/70 G01N 30/72 H01J 49/00 - 49/48 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Atsushi Maki 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory of Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-4-163849 (JP, A) JP-A-4-127050 (JP, A) JP-A-59-153164 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl 7, DB name) G01N 27/62 -. 27/70 G01N 30/72 H01J 49/00 - 49/48
Claims (14)
を噴霧細管の一方の端部に導入し、前記噴霧細管の他方
の端部から静電噴霧させてイオンを生成する静電噴霧イ
オン源と、当該静電噴霧イオン源によって生成されたイ
オンを真空部に導入するためのイオン導入細孔を有する
対向電極と、前記真空部に導入されたイオンを質量分析
するための質量分析部と、前記噴霧細管の他方の端部と
前記対向電極との間に配置された障壁とを有し、該障壁
は加熱手段を備えたことを特徴とする質量分析計。1. A sample solution fed from a liquid chromatograph is introduced into one end of the spray capillary, said by electrostatic spraying from the other end of the spray capillary and electrostatic spraying ion source for generating ions has the ion introduction aperture for introducing ions generated by the electrostatic spraying ion source vacuum unit
A counter electrode, a mass spectrometer for mass spectrometry of ions introduced into the vacuum section, and the other end of the spray capillary
And a arranged a barrier between the counter electrode, the barrier
Is a mass spectrometer provided with a heating means .
であることを特徴とする請求項1に記載の質量分析計。 2. The mass spectrometer according to claim 1, wherein an outer surface of the barrier on the side of the spray capillary is flat.
しくは所望角度だけ傾斜していることを特徴とする請求
項2に記載の質量分析計。 3. The mass spectrometer according to claim 2, wherein said outer surface is inclined at a right angle or a desired angle with a central axis of said spray capillary.
とを特徴とする請求項1に記載の質量分析計。The outer contour of claim 4 wherein said barrier mass spectrometer as claimed in claim 1, characterized in that it has a curvature.
くは流線形であることを特徴とする請求項1に記載の質
量分析計。Sectional shape according to claim 5, wherein the barrier is the mass spectrometer according to claim 1, characterized in that a circular, elliptical or aerodynamic.
合体であることを特徴とする請求項1に記載の質量分析
計。 6. A mass spectrometer as claimed in claim 1, wherein the barrier is a filamentous, rod-like or their aggregates.
分析する手段を有することを特徴とする請求項6に記載
の質量分析計。 7. A mass spectrometer as claimed in claim 6, characterized in that it comprises means for collecting or analyzing said sample solution from said barrier.
第2のイオン導入細孔が形成された電極が配置され、前
記噴霧細管の中心軸は、前記イオン導入細孔および第2
のイオン導入細孔の中心を結ぶ線と平行若しくは所望角
度だけ傾斜していることを特徴とする請求項1から7の
いずれか一に記載の質量分析計。8. The apparatus according to claim 1, wherein a space between the counter electrode and the mass analyzer is provided.
An electrode in which a second ion introduction pore is formed is disposed, and a central axis of the spray capillary is the ion injection pore and the second axis.
The mass spectrometer according to any one of claims 1 to 7, wherein the mass spectrometer is parallel or inclined by a desired angle with a line connecting the centers of the ion introduction pores.
入細孔は、前記噴霧細管の中心軸の延長方向以外の部分
に形成されていることを特徴とする請求項8に記載の質
量分析計。 9. The mass spectrometer according to claim 8, wherein the ion introduction pore and the second ion introduction pore are formed in a portion other than a direction in which a central axis of the spray capillary extends. Total.
した部分が形成されており、前記イオン導入細孔は当該
突出した部分の先端部に形成されていることを特徴とす
る請求項1から9のいずれか一に記載の質量分析計。 10. A protruding portion is formed on the spray tube side of the counter electrode, and the ion introduction pore is formed at a tip end of the protruding portion. 10. The mass spectrometer according to any one of claims 1 to 9.
有することを特徴とする請求項1から10のいずれか一
に記載の質量分析計。 11. The mass spectrometer according to claim 1, further comprising means for applying a desired potential to said barrier.
の電位差を印加する手段を有することを特徴とする請求
項1から11のいずれか一に記載の質量分析計。 12. The mass spectrometer according to any one of claims 1 to 11, characterized in that it comprises means for applying a desired potential difference between the spray capillary and the counter electrode.
の端部から静電噴霧して噴流を生成する噴霧細管と、前
記噴霧細管の他方の端部側に前記他方の端部と所定の間
隔で配置されたイオン導入細孔と、前記イオン導入細孔
を介して取り出されたイオンを分析する質量分析部とを
具備する質量分析計において、前記他方の端部と前記イ
オン導入細孔の間には、前記噴流の中心部分を遮蔽して
所望の外周部分を通過させる障壁が配置され、該障壁は
加熱手段を備えたことを特徴とする質量分析計。 13. A spray capillary for electrostatically spraying a sample solution introduced into one end from the other end to generate a jet, and the other end on the other end side of the spray capillary. In a mass spectrometer including an ion introduction fine hole arranged at a predetermined interval and a mass spectrometer for analyzing ions extracted through the ion introduction fine hole, the other end portion and the ion introduction fine hole are provided. A mass spectrometer characterized in that a barrier is provided between the holes to block a central portion of the jet and pass through a desired outer peripheral portion, and the barrier includes a heating means.
具備することを特徴とする請求項13に記載の質量分析
計。 14. The mass spectrometer according to claim 13, further comprising means for applying a desired potential to said barrier.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25251392A JP3238488B2 (en) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | Mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25251392A JP3238488B2 (en) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | Mass spectrometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06102246A JPH06102246A (en) | 1994-04-15 |
| JP3238488B2 true JP3238488B2 (en) | 2001-12-17 |
Family
ID=17238419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25251392A Expired - Lifetime JP3238488B2 (en) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | Mass spectrometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3238488B2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3415682B2 (en) * | 1994-08-10 | 2003-06-09 | 株式会社日立製作所 | Capillary electrophoresis / mass spectrometer |
| JP3274302B2 (en) | 1994-11-28 | 2002-04-15 | 株式会社日立製作所 | Mass spectrometer |
| US6997031B2 (en) | 2003-05-01 | 2006-02-14 | Waters Corporation | Fraction collector for composition analysis |
| JP5083879B2 (en) * | 2007-09-28 | 2012-11-28 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Ion beam generator |
| JP5188405B2 (en) * | 2009-01-21 | 2013-04-24 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Mass spectrometer |
| CN107703204B (en) * | 2017-09-26 | 2021-09-14 | 中国检验检疫科学研究院 | Rapid detection method for forbidden pesticides in pesticide product |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP25251392A patent/JP3238488B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06102246A (en) | 1994-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Abian | The coupling of gas and liquid chromatography with mass spectrometry | |
| US4968885A (en) | Method and apparatus for introduction of liquid effluent into mass spectrometer and other gas-phase or particle detectors | |
| US7247495B2 (en) | Mass spectrometer method and apparatus for analyzing a sample in a solution | |
| US5285064A (en) | Method and apparatus for introduction of liquid effluent into mass spectrometer and other gas-phase or particle detectors | |
| US6943346B2 (en) | Method and apparatus for mass spectrometry analysis of aerosol particles at atmospheric pressure | |
| US4977785A (en) | Method and apparatus for introduction of fluid streams into mass spectrometers and other gas phase detectors | |
| JP3817072B2 (en) | Electrospray ionization method and apparatus, mass spectrometry method and fire detection apparatus | |
| Manisali et al. | Electrospray ionization source geometry for mass spectrometry: past, present, and future | |
| US4999493A (en) | Electrospray ionization interface and method for mass spectrometry | |
| JP3993895B2 (en) | Mass spectrometer and ion transport analysis method | |
| US5753910A (en) | Angled chamber seal for atmospheric pressure ionization mass spectrometry | |
| JP4178110B2 (en) | Mass spectrometer | |
| JP4657451B2 (en) | Vortex gas flow interface for electrospray mass spectrometry | |
| JPS583592B2 (en) | Method and device for introducing sample into mass spectrometer | |
| CN114994162B (en) | Aerosol chemical composition measurement system and method based on droplet assisted ionization technology | |
| US20030034450A1 (en) | On-line and off-line deposition of liquid samples for matrix assisted laser desorption ionization-time of flight (MALDI-TOF) mass spectroscopy | |
| US7561268B2 (en) | Evaporative light scattering detector | |
| JPH07239319A (en) | Liquid chromatography / mass spectrometer device | |
| JP3238488B2 (en) | Mass spectrometer | |
| GB2203241A (en) | Introduction of effluent into mass spectrometers and other gas-phase or particle detectors | |
| EP1004878A1 (en) | Mass spectrometer method and apparatus for analyzing a sample in a solution | |
| US5969351A (en) | Mass spectrometer | |
| JP3238450B2 (en) | Mass spectrometer | |
| GB2240176A (en) | Introduction of affluent into mass spectrometers and other gas-phase or particle detectors | |
| JPH09127060A (en) | Method and apparatus for mass spectrometry of solutions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071005 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081005 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091005 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091005 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101005 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111005 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121005 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |