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JP7704036B2 - Ion Analysis Equipment - Google Patents
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Description

本発明は、質量分析装置及びイオン移動度分析装置を含むイオン分析装置に関し、さらに詳しくは、エレクトロスプレーイオン化(ElectroSpray Ionization:ESI)法を利用したイオン源を備えるイオン分析装置に関する。 The present invention relates to an ion analyzer including a mass analyzer and an ion mobility analyzer, and more specifically to an ion analyzer equipped with an ion source that utilizes the electrospray ionization (ESI) method.

液体クロマトグラフ(LC)の検出器として質量分析装置を用いた液体クロマトグラフ質量分析装置(以下、LC-MSという)では、大気圧の下で液体試料中の化合物をイオン化する大気圧イオン化法によるイオン源が用いられる。大気圧イオン化法の中で、最も代表的であるのはESI法である。以下、ESI法を用いたイオン源をESIイオン源という。 In a liquid chromatograph mass spectrometer (hereinafter referred to as LC-MS), which uses a mass spectrometer as the detector for a liquid chromatograph (LC), an ion source using atmospheric pressure ionization is used, which ionizes compounds in a liquid sample under atmospheric pressure. The most representative atmospheric pressure ionization method is the ESI method. Hereinafter, an ion source using the ESI method will be referred to as an ESI ion source.

特許文献1等に開示されているように、ESIイオン源は、細径で導電性であるキャピラリーと、キャピラリーの周囲を囲むように該キャピラリーと同心円状に配置された円筒状のガス管と、を含む。キャピラリーに液体試料を供給するとともに該キャピラリーに直流高電圧を印加すると、キャピラリー先端付近に形成された電場によって液体試料に電荷が付与される。キャピラリーの外周とガス管内周との間の間隙から吹き出すネブライジンングガスの助けを受けて、液体試料はキャピラリー先端から帯電液滴として噴出する。この帯電液滴は周囲のガス分子に接触して微細化されるとともに、該液滴中の溶媒(液体クロマトグラフで使用される移動相を含む)は気化する。その過程で、帯電液滴に含まれる化合物分子はイオンとなって該液滴から飛び出す。このようにして、ESIイオン源では、液体試料に含まれる化合物をイオン化することができる。 As disclosed in Patent Document 1 and the like, the ESI ion source includes a thin, conductive capillary and a cylindrical gas tube arranged concentrically around the capillary so as to surround the periphery of the capillary. When a liquid sample is supplied to the capillary and a high DC voltage is applied to the capillary, an electric field formed near the tip of the capillary imparts an electric charge to the liquid sample. With the help of nebulizing gas blowing out from the gap between the outer periphery of the capillary and the inner periphery of the gas tube, the liquid sample is ejected from the tip of the capillary as charged droplets. The charged droplets come into contact with surrounding gas molecules and are broken down into fine particles, and the solvent in the droplets (including the mobile phase used in liquid chromatography) is vaporized. During this process, the compound molecules contained in the charged droplets become ions and fly out of the droplets. In this way, the ESI ion source can ionize the compounds contained in the liquid sample.

また、イオン化効率を高めるために、ネブライジンングガスとは別に、加熱した不活性なガスを帯電液滴の噴霧流に吹き掛け、該帯電液滴の微細化及び溶媒の気化を促進する構成のESIイオン源も知られている。 In addition, in order to increase the ionization efficiency, an ESI ion source is also known that sprays a heated inert gas, separate from the nebulizing gas, onto the spray of charged droplets to promote the atomization of the charged droplets and the evaporation of the solvent.

特開2015-49077号公報JP 2015-49077 A 特開2012-58122号公報JP 2012-58122 A 米国特許出願公開2009/0230296号明細書US Patent Application Publication No. 2009/0230296 米国特許第8207496号明細書U.S. Pat. No. 8,207,496

近年、LC-MSでは、分析のスループットを向上させるために、液体クロマトグラフにおいてカラムへ供給する移動相の送液流量を増やす傾向にある。これに伴い、質量分析装置のイオン源に供給される液体試料の送液量も増加する。しかしながら、従来の一般的なESIイオン源は、必ずしもこうした送液量の増加に対応しておらず、送液量を増加するとイオン化効率が低下する等の問題が生じる場合がある。 In recent years, in LC-MS, there has been a trend to increase the flow rate of the mobile phase supplied to the column in the liquid chromatograph in order to improve analytical throughput. Accordingly, the amount of liquid sample supplied to the ion source of the mass spectrometer also increases. However, conventional general ESI ion sources are not necessarily compatible with such an increase in the amount of liquid delivered, and increasing the amount of liquid delivered can cause problems such as a decrease in ionization efficiency.

液体試料の送液量の増加に対応し得るESIイオン源として、特許文献2-4に開示されているように、複数本のキャピラリーを束状に設け、試料供給管を通して供給された液体試料をその複数本のキャピラリーに分配する構造のものが知られている。こうしたイオン源では、1本のキャピラリーに供給される液体試料の量を少なくすることができる。しかしながら、こうした従来のESIイオン源では、確かに原理的には帯電液滴を微細化してイオン化効率の改善が可能であるものの、実際上、分析感度の向上に繋がりにくいという問題がある。 As disclosed in Patent Documents 2-4, an ESI ion source capable of handling an increase in the amount of liquid sample delivered is known that has a structure in which multiple capillaries are arranged in a bundle and the liquid sample delivered through a sample supply tube is distributed to the multiple capillaries. With such an ion source, it is possible to reduce the amount of liquid sample delivered to each capillary. However, with such conventional ESI ion sources, although it is certainly possible in principle to improve ionization efficiency by making the charged droplets finer, in practice there is a problem that it is difficult to improve analytical sensitivity.

本発明はこうした課題を解決するために成されたものであり、その主な目的は、液体試料の送液量を増やした場合であっても高いイオン化効率を確保して分析感度を改善することができるイオン分析装置を提供することである。 The present invention was made to solve these problems, and its main objective is to provide an ion analyzer that can ensure high ionization efficiency and improve analytical sensitivity even when the amount of liquid sample delivered is increased.

本発明に係るイオン分析装置の一態様は、エレクトロスプレーイオン化法を利用したイオン源を具備するイオン分析装置であって、該イオン源は、
供給された液体試料を同方向に噴霧する複数本のキャピラリーと、
前記複数本のキャピラリーで囲まれるように配置された1又は複数の補助電極と、
前記1又は複数の補助電極の電位を基準とする直流高電圧を前記複数本のキャピラリーに印加する電圧印加部と、
を備える。
One aspect of the ion analyzer according to the present invention is an ion analyzer having an ion source utilizing an electrospray ionization method, the ion source comprising:
A plurality of capillaries which spray the supplied liquid sample in the same direction;
one or more auxiliary electrodes arranged so as to be surrounded by the plurality of capillaries;
a voltage application unit that applies a high DC voltage based on the potential of the one or more auxiliary electrodes to the plurality of capillaries;
Equipped with.

本発明に係るイオン分析装置の他の態様は、エレクトロスプレーイオン化法を利用したイオン源を具備するイオン分析装置であって、該イオン源は、
供給された液体試料を同方向に噴霧する複数本のキャピラリーと、
前記複数本のキャピラリーを囲むように配置された1又は複数の補助電極と、
前記複数本のキャピラリーの電位を基準とする直流高電圧を前記1又は複数の補助電極に印加する電圧印加部と、
を備える。
Another aspect of the ion analyzer according to the present invention is an ion analyzer having an ion source utilizing an electrospray ionization method, the ion source comprising:
A plurality of capillaries which spray the supplied liquid sample in the same direction;
one or more auxiliary electrodes arranged to surround the plurality of capillaries;
a voltage application unit that applies a high DC voltage based on the potential of the plurality of capillaries to the one or more auxiliary electrodes;
Equipped with.

本発明の上記態様のイオン分析装置では、分析対象である成分を含む液体試料が複数のキャピラリーに分配され、各キャピラリーからそれぞれ帯電液滴が噴霧される。従って、本発明の上記態様のイオン分析装置によれば、イオン源に導入する液体試料全体の量を増加させることができ、それにより、分析のスループットを向上させることができる。或いは、1本のキャピラリーに流す液体試料の量を減らすことができ、それにより、噴霧される液滴を微細化してイオンの生成を促進することができる。 In the ion analyzer of the above aspect of the present invention, a liquid sample containing the components to be analyzed is distributed to multiple capillaries, and charged droplets are sprayed from each capillary. Therefore, according to the ion analyzer of the above aspect of the present invention, the total amount of liquid sample introduced into the ion source can be increased, thereby improving the throughput of the analysis. Alternatively, the amount of liquid sample flowing through one capillary can be reduced, thereby making it possible to finely atomize the sprayed droplets and promote the generation of ions.

また、本発明の上記態様のイオン分析装置によれば、キャピラリーの先端付近における電場強度が増強されるので、キャピラリー先端に達した液体試料の電荷分離が促進され、イオン化効率が向上する。また同時に、補助電極により形成される電場の作用によって、キャピラリーから噴霧された帯電液滴や該液滴から発生したイオンは広がらず、逆に収束されるように進行する。そのため、生成されたイオンが、例えば真空室内へとイオンを輸送するための輸送管に入り易くなり、イオンの捕集効率が向上する。それによって、分析に供するイオンの量が増加し、高い分析感度を達成することができる。 In addition, according to the ion analyzer of the above aspect of the present invention, the electric field strength near the tip of the capillary is enhanced, promoting charge separation of the liquid sample that has reached the tip of the capillary and improving ionization efficiency. At the same time, due to the action of the electric field formed by the auxiliary electrode, the charged droplets sprayed from the capillary and the ions generated from the droplets do not spread, but rather proceed in a converging manner. Therefore, the generated ions can easily enter, for example, a transport tube for transporting the ions into a vacuum chamber, improving the ion collection efficiency. This increases the amount of ions available for analysis, making it possible to achieve high analytical sensitivity.

本発明の一実施形態である質量分析装置の全体構成図。1 is a diagram showing the overall configuration of a mass spectrometer according to an embodiment of the present invention; 本実施形態の質量分析装置におけるESIイオン源の正面平面図(A)及びA-AA矢視線断面図(B)。1A is a front plan view of an ESI ion source in a mass spectrometer according to the present embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line A-AA. 図2に示したESIイオン源の一変形例を示す構成図。FIG. 3 is a configuration diagram showing a modified example of the ESI ion source shown in FIG. 2 . 図2に示したESIイオン源の他の変形例を示す構成図。FIG. 3 is a configuration diagram showing another modified example of the ESI ion source shown in FIG. 2 . 図2に示したESIイオン源のさらに他の変形例を示す正面平面図(A)及びA-AA矢視線断面図(B)。3A is a front plan view showing still another modified example of the ESI ion source shown in FIG. 2, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line A-AA. 図2に示したESIイオン源のさらに他の変形例を示す正面平面図。FIG. 3 is a front plan view showing yet another modified example of the ESI ion source shown in FIG. 2 . 本発明の他の実施形態の質量分析装置におけるESIイオン源の正面平面図(A)及びA-AA矢視線断面図(B)。1A is a front plan view of an ESI ion source in a mass spectrometer according to another embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line A-AA.

本発明に係るイオン分析装置は、質量分析装置、イオン移動度分析装置、及びそれらを組み合わせたイオン移動度-質量分析装置、を含む。本発明に係るイオン分析装置におけるイオン源はESIイオン源であり、イオン源以外の全ての構成、例えば、質量分析装置における質量分離の手法や、イオン解離操作の有無及びその解離の手法などは、適宜に選択することができる。 The ion analyzer according to the present invention includes a mass analyzer, an ion mobility analyzer, and an ion mobility-mass analyzer that combines them. The ion source in the ion analyzer according to the present invention is an ESI ion source, and all configurations other than the ion source, such as the mass separation method in the mass analyzer, the presence or absence of an ion dissociation operation, and the dissociation method, can be selected as appropriate.

[第1実施形態]
本発明に係るイオン分析装置の一実施形態である質量分析装置について、添付の図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態の質量分析装置の全体構成図である。図2は、該質量分析装置におけるESIイオン源の構成を示す正面平面図(A)及びA-AA矢視線断面図(B)である。
この質量分析装置は、シングルタイプの大気圧イオン化四重極型質量分析装置である。なお、説明の便宜上、図1、図2中に示すように、互いに直交するX、Y、Zの3軸を空間内に定義する。
[First embodiment]
A mass spectrometer, which is an embodiment of an ion analyzer according to the present invention, will be described with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 is an overall configuration diagram of a mass spectrometer according to the present embodiment, and Fig. 2 is a front plan view (A) and a cross-sectional view along the line A-AA (B) showing the configuration of an ESI ion source in the mass spectrometer.
This mass spectrometer is a single-type atmospheric pressure ionization quadrupole mass spectrometer. For convenience of explanation, three mutually orthogonal axes, X, Y, and Z, are defined in space as shown in Figs.

図1に示すように、本実施形態の質量分析装置においてチャンバー1の内部は、イオン化室11、第1中間真空室12、第2中間真空室13、及び分析室14、の四つに区画されている。イオン化室11内は略大気圧雰囲気であり、分析室14内は図示しない高性能の真空ポンプ(通常、ターボ分子ポンプとロータリーポンプとの組合せ)による真空排気によって高真空雰囲気に維持される。第1中間真空室12及び第2中間真空室13内もそれぞれ真空ポンプにより真空排気され、イオン化室11から分析室14に向かうに従い順番に真空度が高まる多段差動排気系の構成となっている。 As shown in FIG. 1, in the mass spectrometer of this embodiment, the inside of the chamber 1 is divided into four sections: an ionization chamber 11, a first intermediate vacuum chamber 12, a second intermediate vacuum chamber 13, and an analysis chamber 14. The inside of the ionization chamber 11 is at approximately atmospheric pressure, and the inside of the analysis chamber 14 is maintained at a high vacuum atmosphere by evacuation using a high-performance vacuum pump (usually a combination of a turbomolecular pump and a rotary pump) not shown. The insides of the first intermediate vacuum chamber 12 and the second intermediate vacuum chamber 13 are also evacuated by their own vacuum pumps, and a multi-stage differential pumping system is configured in which the degree of vacuum increases in sequence from the ionization chamber 11 toward the analysis chamber 14.

イオン化室11内にはイオン化のためのESIプローブ2がイオン源として配置され、試料成分を含む液体試料はESIプローブ2から微細な帯電液滴として概ねX軸方向に噴霧される。ESIプローブ2から噴霧された帯電液滴は、イオン化室11内のガスに接触して微細化される。また、液滴から盛んに溶媒が揮発することによっても液滴は小さくなる。その過程で液滴中の試料成分は電荷を有して飛び出してイオンとなる。 An ESI probe 2 for ionization is placed in the ionization chamber 11 as an ion source, and the liquid sample containing the sample components is sprayed from the ESI probe 2 as fine charged droplets roughly in the X-axis direction. The charged droplets sprayed from the ESI probe 2 come into contact with the gas in the ionization chamber 11 and are broken down into fine droplets. The droplets also become smaller as the solvent evaporates from the droplets. During this process, the sample components in the droplets acquire an electric charge and fly out, becoming ions.

イオン化室11と第1中間真空室12との間は、細径の脱溶媒管3を通して連通している。脱溶媒管3のイオン化室11側の開口であるイオン取込み口3aの中心軸は、Z軸に略平行に延伸している。即ち、ESIプローブ2からの噴霧の方向とイオン取込み口3aの中心軸(つまりイオンの吸い込み方向)とは略直交している。脱溶媒管3の両開口端の間には圧力差があるため、この圧力差によって、脱溶媒管3を経てイオン化室11から第1中間真空室12に流れるガス流が形成される。イオン化室11内で生成された試料成分由来のイオンは、主としてこのガス流に乗ってイオン取込み口3aを経て脱溶媒管3に吸い込まれ、ガス流とともに第1中間真空室12に吐き出される。 The ionization chamber 11 and the first intermediate vacuum chamber 12 are connected through a thin-diameter desolvation tube 3. The central axis of the ion intake port 3a, which is the opening of the desolvation tube 3 on the ionization chamber 11 side, extends approximately parallel to the Z axis. In other words, the direction of spray from the ESI probe 2 and the central axis of the ion intake port 3a (i.e., the direction of ion intake) are approximately perpendicular. Since there is a pressure difference between the two open ends of the desolvation tube 3, this pressure difference forms a gas flow that flows from the ionization chamber 11 to the first intermediate vacuum chamber 12 through the desolvation tube 3. Ions derived from the sample components generated in the ionization chamber 11 are mainly sucked into the desolvation tube 3 through the ion intake port 3a on this gas flow and are expelled into the first intermediate vacuum chamber 12 together with the gas flow.

第1中間真空室12の内部には多重極型のイオンガイド4が配置されており、第1中間真空室12と第2中間真空室13とを隔てる隔壁には頂部に小孔を有するスキマー5が設けられている。イオンはイオンガイド4により形成される電場の作用によってスキマー5の小孔近傍に収束され、該小孔を通して第2中間真空室13へと送られる。 A multipole ion guide 4 is placed inside the first intermediate vacuum chamber 12, and a skimmer 5 with a small hole at the top is provided on the partition separating the first intermediate vacuum chamber 12 and the second intermediate vacuum chamber 13. Ions are focused near the small hole of the skimmer 5 by the action of the electric field formed by the ion guide 4, and are sent through the small hole to the second intermediate vacuum chamber 13.

第2中間真空室13の内部にも多重極型のイオンガイド6が配設されており、イオンガイド6により形成される電場の作用によってイオンは収束されて分析室14に送られる。分析室14の内部には、四重極マスフィルター7とイオン検出器8とが配置されている。イオンはイオン光軸Cに沿って四重極マスフィルター7の長軸方向の空間に導入され、四重極マスフィルター7に印加されている電圧により形成される電場の作用によって、特定の質量電荷比を有するイオンのみが四重極マスフィルター7を通り抜けイオン検出器8に到達する。イオン検出器8は、到達したイオンの量に応じた検出信号を生成し、図示しないデータ処理部へと送る。この質量分析装置では、より多くの量のイオンを四重極マスフィルター7に送り込む、つまりは分析に供することで、分析感度を向上させることができる。 A multipole ion guide 6 is also arranged inside the second intermediate vacuum chamber 13, and ions are focused by the action of the electric field formed by the ion guide 6 and sent to the analysis chamber 14. A quadrupole mass filter 7 and an ion detector 8 are arranged inside the analysis chamber 14. Ions are introduced into the space in the longitudinal direction of the quadrupole mass filter 7 along the ion optical axis C, and only ions having a specific mass-to-charge ratio pass through the quadrupole mass filter 7 and reach the ion detector 8 due to the action of the electric field formed by the voltage applied to the quadrupole mass filter 7. The ion detector 8 generates a detection signal according to the amount of ions that have reached it and sends it to a data processing unit (not shown). In this mass spectrometer, the analytical sensitivity can be improved by sending a larger amount of ions to the quadrupole mass filter 7, that is, by subjecting them to analysis.

次に、図2を参照して、ESIプローブ2の構成について詳しく述べる。
図2(A)は、ESIプローブ2を、帯電液滴の噴霧流の進行方向前方から見た図である。図2(B)は図2(A)中のA-AA矢視線断面図である。
Next, the configuration of the ESI probe 2 will be described in detail with reference to FIG.
Fig. 2(A) is a diagram showing the ESI probe 2 as seen from the front in the direction of travel of the spray of charged droplets, and Fig. 2(B) is a cross-sectional view taken along the line A-AA in Fig. 2(A).

図2(A)に示すように、ESIプローブ2は、同一円周U上に略同一角度間隔(この例では45°角度間隔)で配置され、その円の軸Sに平行な方向に延伸する8本の導電性であるキャピラリー211~218と、その8本のキャピラリー211~218それぞれに対し、各キャピラリー211~218と同心の二重管構造である円筒状のネブライジングガス管221~228と、を含む。また、ESIプローブ2は、8本のキャピラリー211~218が配置された円の中心である軸Sの位置に、その軸Sに平行な方向に延伸する円柱状の補助電極23を含む。補助電極23の先端は、キャピラリー211~218の先端よりもX軸方向に突出している。 As shown in FIG. 2(A), the ESI probe 2 includes eight conductive capillaries 211-218 arranged at approximately equal angular intervals (45° angular intervals in this example) on the same circumference U and extending in a direction parallel to the axis S of the circle, and cylindrical nebulizing gas tubes 221-228 having a double-tube structure concentric with each of the eight capillaries 211-218 for each of the eight capillaries 211-218. The ESI probe 2 also includes a cylindrical auxiliary electrode 23 extending in a direction parallel to the axis S at the position of the axis S, which is the center of the circle on which the eight capillaries 211-218 are arranged. The tip of the auxiliary electrode 23 protrudes in the X-axis direction beyond the tips of the capillaries 211-218.

即ち、ESIプローブ2において、一つの補助電極23は、8本のキャピラリー211~218で囲まれるように配置されている。補助電極23と8本のキャピラリー211~218それぞれとの距離はほぼ同一である。1本のキャピラリー及びそれと二重円筒構造であるネブライジングガス管の構成は、従来の一般的なESIプローブにおけるキャピラリー及びネブライジングガス管の構成と同等である。 That is, in the ESI probe 2, one auxiliary electrode 23 is arranged so as to be surrounded by eight capillaries 211 to 218. The distance between the auxiliary electrode 23 and each of the eight capillaries 211 to 218 is approximately the same. The configuration of one capillary and the nebulizing gas tube having a double cylindrical structure therewith is equivalent to the configuration of the capillary and nebulizing gas tube in a conventional general ESI probe.

補助電極23は接地され、電位はゼロに固定されている。各キャピラリー211~218には、直流高電圧電源24から例えば数kV程度以上の直流高電圧が印加される。この電圧の極性は測定対象のイオンの極性と同じであり、測定対象が正イオンである場合には、正極性の直流高電圧Vhがキャピラリー211~218に印加される(但し、図面が煩雑になるのを避けるために、図2(A)では1本のキャピラリー214に接続される電圧印加線のみを描いている)。 The auxiliary electrode 23 is grounded and the potential is fixed at zero. A high DC voltage of, for example, several kV or more is applied to each capillary 211-218 from a high DC voltage power supply 24. The polarity of this voltage is the same as the polarity of the ions to be measured. When the ions to be measured are positive ions, a positive DC high voltage Vh is applied to the capillaries 211-218 (however, to avoid cluttering the drawing, only the voltage application line connected to one capillary 214 is drawn in FIG. 2(A)).

ESIプローブ2におけるイオン生成動作を説明する。ここでは、一例として測定対象は正イオンであるとする。
図示しないが、例えば液体クロマトグラフのカラムで分離された化合物を含む液体試料がESIプローブ2に供給されると、この液体試料は8本のキャピラリー211~218にほぼ同量ずつ分配され、キャピラリー211~218の先端部に到達する。一方、適宜の不活性ガスがネブライジングガスとして、ネブライジングガス管221~228に供給される。
The following describes the ion generation operation in the ESI probe 2. Here, it is assumed that the measurement target is positive ions, as an example.
Although not shown, for example, when a liquid sample containing compounds separated in a column of a liquid chromatograph is supplied to the ESI probe 2, the liquid sample is distributed in approximately equal amounts to the eight capillaries 211 to 218 and reaches the tips of the capillaries 211 to 218. Meanwhile, an appropriate inert gas is supplied to the nebulizing gas tubes 221 to 228 as a nebulizing gas.

キャピラリー211~218に正極性の高電圧が印加されると、電位がゼロである補助電極23と各キャピラリー211~218との間の電位差によって、各キャピラリー211~218の先端部付近には強い強度の電場が形成される。一般的なESIイオン源では、キャピラリーの電位の基準となる電位(通常、接地電位)は、図1中の脱溶媒管3の入口端付近の電位である。これに対し、本実施形態の質量分析装置では、キャピラリー211~218に近接して、基準となる接地電位である補助電極23が配置されている。そのため、各キャピラリー211~218の先端部付近に形成される電場の強度は強く、各キャピラリー211~218の先端で形成される帯電液滴において作用するクーロン斥力は大きくなる。その結果、帯電液滴は微細化され易く、ネブライジングガスの助けを受けて、各キャピラリー211~218から微細な帯電液滴が大量に噴霧される。 When a positive high voltage is applied to the capillaries 211-218, a strong electric field is formed near the tip of each capillary 211-218 due to the potential difference between the auxiliary electrode 23, which has a zero potential, and each capillary 211-218. In a typical ESI ion source, the reference potential for the capillary potential (usually the ground potential) is the potential near the inlet end of the desolvation tube 3 in FIG. 1. In contrast, in the mass spectrometer of this embodiment, the auxiliary electrode 23, which is the reference ground potential, is disposed close to the capillaries 211-218. Therefore, the electric field formed near the tip of each capillary 211-218 is strong, and the Coulomb repulsion acting on the charged droplets formed at the tip of each capillary 211-218 is large. As a result, the charged droplets are easily atomized, and with the help of the nebulizing gas, a large amount of fine charged droplets are sprayed from each capillary 211-218.

キャピラリーを複数にし、且つキャピラリーに近接して基準電位である補助電極を配置したことで、大量の微細な帯電液滴が噴霧されるものの、それら帯電液滴は同極性に帯電しているため、帯電液滴同士の間にクーロン斥力が作用する。そのために、外部からの電場の影響がないとすると、帯電液滴の噴霧流は進行するに伴ってその軸に直交する方向に広がってしまい、帯電液滴から発生するイオンを効率良く脱溶媒管3に吸い込むことが難しくなる。 By using multiple capillaries and placing an auxiliary electrode at a reference potential close to the capillaries, a large amount of fine charged droplets are sprayed, but because these charged droplets are charged with the same polarity, Coulomb repulsion acts between them. Therefore, if there is no influence of an external electric field, the spray flow of charged droplets will spread in a direction perpendicular to its axis as it progresses, making it difficult to efficiently suck the ions generated from the charged droplets into the desolvation tube 3.

これに対し、本実施形態の質量分析装置では、軸S上に配置されている補助電極23の電位がその周囲のキャピラリー211~218の電位よりも低いため、軸Sに直交する面(Y-Z面)内では周囲から軸Sに向かう電位勾配が形成される。即ち、キャピラリー211~218の先端の前方には、正に帯電した粒子(帯電液滴、イオン)を軸S付近に収束させるような収束電場が形成される。キャピラリー211~218から噴霧された帯電液滴やその帯電液滴から発生したイオンは、この収束電場によって、図2(B)中に太線矢印で示すように、軸Sに近付く方向の力を受ける。このため、帯電液滴やイオンを含む噴霧流がクーロン斥力によって広がることが抑えられ、そこから発生したイオンは効率良く脱溶媒管3に吸い込まれる。 In contrast, in the mass spectrometer of this embodiment, the potential of the auxiliary electrode 23 arranged on the axis S is lower than the potential of the capillaries 211 to 218 around it, so that a potential gradient is formed from the surroundings toward the axis S in the plane (Y-Z plane) perpendicular to the axis S. That is, a converging electric field is formed in front of the tips of the capillaries 211 to 218 to converge positively charged particles (charged droplets, ions) near the axis S. The charged droplets sprayed from the capillaries 211 to 218 and the ions generated from the charged droplets are subjected to a force by this converging electric field in a direction approaching the axis S, as shown by the thick arrow in FIG. 2B. Therefore, the spray flow containing the charged droplets and ions is prevented from spreading due to Coulomb repulsion, and the ions generated therefrom are efficiently sucked into the desolvation tube 3.

以上のように、本実施形態の質量分析装置において補助電極23は、キャピラリー211~218の先端部付近における電場強度を増強させる作用と、帯電液滴やイオンを含む噴霧流を軸S付近に収束させる作用とを有する。それにより、このESIプローブ2では、イオン化効率を高めて、より多くの量のイオンを生成することができるとともに、イオンの収集効率を高め、生成されたイオンをより効率良く脱溶媒管3に取り込んで後段へと送ることができる。 As described above, in the mass spectrometer of this embodiment, the auxiliary electrode 23 has the effect of increasing the electric field strength near the tips of the capillaries 211-218 and the effect of converging the spray flow containing charged droplets and ions near the axis S. As a result, in this ESI probe 2, the ionization efficiency can be increased to generate a larger amount of ions, and the ion collection efficiency can be increased to more efficiently capture the generated ions into the desolvation tube 3 and send them to the subsequent stage.

[第1実施形態の第1の変形例]
図3及び図4は、いずれも上記実施形態の質量分析装置におけるESIプローブ2の一変形例を示す図である。なお、キャピラリー211~218及びネブライジングガス管221~228については一部しか記載していないが、これらの構成は図2に示したものと同じである。
[First Modification of the First Embodiment]
3 and 4 are diagrams showing a modified example of the ESI probe 2 in the mass spectrometer of the above embodiment. Note that although only a portion of the capillaries 211 to 218 and the nebulizing gas tubes 221 to 228 are shown, their configurations are the same as those shown in FIG.

図3に示したESIプローブ2Aは、複数のキャピラリー211~218を取り囲むように配置された、ドーナツ形状の加熱ガス供給部25を備える。この加熱ガス供給部25は、軸Sの周りの全周に連続的である、又は軸Sの周りに所定角度間隔で設けられた加熱ガス噴出口251を有する。この加熱ガス噴出口251は、噴出されたガスが軸Sに向かうように、内方側に傾けて設けられている。そのため、加熱ガス噴出口251から噴出する加熱ガスは、帯電液滴の噴霧流を囲み、且つその外周に当たる。 The ESI probe 2A shown in FIG. 3 includes a donut-shaped heated gas supply unit 25 arranged to surround multiple capillaries 211-218. This heated gas supply unit 25 has heated gas outlets 251 that are continuous around the entire circumference of the axis S or that are provided at predetermined angular intervals around the axis S. These heated gas outlets 251 are provided at an inward angle so that the ejected gas is directed toward the axis S. Therefore, the heated gas ejected from the heated gas outlets 251 surrounds the spray of charged droplets and hits its outer periphery.

ESIプローブ2Aでは、上述した補助電極23により形成される収束電場と、各ネブライジングガス管221~228から噴出するネブライジングガス流との両方の作用によって、移動度の小さい、つまりはサイズの大きい帯電液滴ほど、噴霧流Pの外周側に位置するような液滴の分布を示す。サイズの大きい帯電液滴はその内部でクーロン斥力が作用しにくいため、微細化が進みにくくイオン化効率も上がりにくい。 In the ESI probe 2A, due to the action of both the converging electric field formed by the auxiliary electrode 23 described above and the nebulizing gas flow ejected from each of the nebulizing gas tubes 221-228, the smaller the mobility of the charged droplets, i.e., the larger the size of the droplets, the more likely they are to be located on the outer periphery of the spray flow P. As Coulomb repulsion is less likely to act on the interior of large charged droplets, they are less likely to be miniaturized and the ionization efficiency is less likely to increase.

これに対し、加熱ガス噴出口251から噴出する加熱ガスは、噴霧流Pの外周部に位置するサイズの大きな帯電液滴に効率良く当たる。そのため、そうした帯電液滴の溶媒の気化を促進し、該液滴の微細化とイオン生成とを促進することができる。これによって、この変形例によるESIプローブ2Aでは、イオン化効率をより一層高めることができる。 In contrast, the heated gas ejected from the heated gas ejection port 251 efficiently strikes the large charged droplets located on the outer periphery of the spray flow P. This promotes the evaporation of the solvent in such charged droplets, and promotes the fragmentation of the droplets and the generation of ions. This allows the ESI probe 2A according to this modified example to further increase the ionization efficiency.

一方、図4に示したESIプローブ2Bは、複数のキャピラリー211~218からの帯電液滴の噴霧流Pを横切るように加熱ガスを噴出する加熱ガス供給部26を備える。この構成でも、加熱ガスは噴霧流Pの外周部に位置するサイズの大きな帯電液滴に効率良く当たり、帯電液滴からの溶媒の気化を促進させることができる。 On the other hand, the ESI probe 2B shown in FIG. 4 includes a heated gas supply unit 26 that ejects heated gas across the spray flow P of charged droplets from the multiple capillaries 211-218. Even with this configuration, the heated gas can efficiently impinge on the large charged droplets located on the outer periphery of the spray flow P, promoting the evaporation of the solvent from the charged droplets.

[第1実施形態の第2の変形例]
上記実施形態の質量分析装置におけるESIプローブ2、2A、2Bでは、複数のキャピラリー211~218が略同一の円周U上に略同一の角度間隔で配置されている。それにより、補助電極23の周りで周方向に、概ね均等な量の帯電液滴が噴霧される。しかしながら、そうして噴霧される帯電液滴から生成され脱溶媒管3に吸い込まれるイオンの量は、補助電極23の周りで周方向に均等とはなりにくい。その理由の一つは、脱溶媒管3及びイオン化室11と第1中間真空室12とを隔てる隔壁は接地電位又はそれに近い電位(少なくともキャピラリー211~218の電位に比べて遥かに接地電位に近い電位)であるため、脱溶媒管3や上記隔壁に近い位置にあるキャピラリーからの噴霧流においてはイオンの生成効率が相対的に低くなるからである。また、理由の二つ目は、補助電極23による電場による収束作用はあるものの、ESIプローブ2から噴霧された帯電液滴やそれから発生したイオンはビーム状に集束されるわけではないため、脱溶媒管3に近い位置にあるキャピラリー(図1ではZ軸の正方向に位置するキャピラリー)による噴霧流から発生したイオンは相対的に脱溶媒管3に吸い込まれにくいからである。
[Second Modification of the First Embodiment]
In the ESI probes 2, 2A, and 2B in the mass spectrometer of the above embodiment, the multiple capillaries 211 to 218 are arranged at approximately the same angular intervals on approximately the same circumference U. As a result, a roughly uniform amount of charged droplets is sprayed in the circumferential direction around the auxiliary electrode 23. However, the amount of ions generated from the thus sprayed charged droplets and drawn into the desolvation tube 3 is unlikely to be uniform in the circumferential direction around the auxiliary electrode 23. One of the reasons for this is that the desolvation tube 3 and the partition wall separating the ionization chamber 11 from the first intermediate vacuum chamber 12 are at ground potential or a potential close to it (at least a potential much closer to ground potential than the potentials of the capillaries 211 to 218), so that the efficiency of ion generation is relatively low in the spray flow from the capillaries located close to the desolvation tube 3 or the partition wall. The second reason is that although there is a focusing effect due to the electric field from the auxiliary electrode 23, the charged droplets sprayed from the ESI probe 2 and the ions generated from them are not focused into a beam, so the ions generated from the spray flow from the capillary located close to the desolvation tube 3 (the capillary located in the positive direction of the Z axis in Figure 1) are relatively less likely to be sucked into the desolvation tube 3.

また、脱溶媒管3に近い位置にあるキャピラリーから噴霧された帯電液滴やそれから発生したイオンは、脱溶媒管3のイオン取込み口3aや管路外面に付着して汚染の原因となり易い、という問題もある。図5に示す上記実施形態の質量分析装置の一変形例は、こうした問題に対応し得るものである。図5は、この変形例のESIプローブ2Cの正面平面図(A)及びA-AA矢視線断面図(B)である。図5では、図2では記載されていない脱溶媒管3も部分的に記載してある。図中、図2に示した構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付し、特に要しない限り説明を省略する。 There is also the problem that the charged droplets sprayed from the capillary located close to the desolvation tube 3 and the ions generated from them tend to adhere to the ion intake port 3a of the desolvation tube 3 and the outer surface of the tube, causing contamination. A modified example of the mass spectrometer of the above embodiment shown in Figure 5 can address this problem. Figure 5 shows a front plan view (A) and a cross-sectional view along the line A-AA (B) of the ESI probe 2C of this modified example. Figure 5 also partially illustrates the desolvation tube 3, which is not shown in Figure 2. In the figure, the same components as those shown in Figure 2 are given the same reference numerals, and explanations are omitted unless otherwise required.

このESIプローブ2Cにおいて、8本のキャピラリー211~218は同一の円周U上に配置されており、図5(A)において時計回り方向にキャピラリー211からキャピラリー218までの範囲では、周方向に隣接する2本のキャピラリーの角度間隔は同一である。一方、キャピラリー218とそれに隣接するキャピラリー211との間の角度間隔は他よりも広くなっている。具体的には、前者は40°であり、後者はその2倍の80°である。ESIプローブ2Cの8本のキャピラリー211~218は、その8本を含む9本のキャピラリーが等角度間隔で同一の円周U上に配置された状態から1本のキャピラリーが抜去された状態であるとみることもできる。その抜去された1本のキャピラリーは、そのキャピラリーの中心軸の延長線上にちょうど脱溶媒管3が存在する位置にあるようなキャピラリーである。 In this ESI probe 2C, the eight capillaries 211-218 are arranged on the same circumference U, and in the range from capillary 211 to capillary 218 in the clockwise direction in FIG. 5(A), the angular interval between two adjacent capillaries in the circumferential direction is the same. On the other hand, the angular interval between capillary 218 and the adjacent capillary 211 is wider than the others. Specifically, the former is 40°, and the latter is twice as wide, at 80°. The eight capillaries 211-218 of the ESI probe 2C can also be considered as a state in which one capillary has been removed from a state in which nine capillaries, including the eight capillaries, are arranged on the same circumference U at equal angular intervals. The removed capillary is a capillary that is located at a position where the desolvation tube 3 is located on the extension line of the central axis of that capillary.

そのため、図5(A)に示すようにY-Z面内で脱溶媒管3と複数本のキャピラリー211~218との位置関係を見ると、複数本のキャピラリー211~218がちょうど存在しない位置、つまりは円周U上で周方向に隣接する2本のキャピラリーの間隔が広い箇所に、脱溶媒管3の管路が位置している。また、Y-Z面内では脱溶媒管3と重なり、X軸の負方向に離れた位置に、補助電極23を保持するとともに該補助電極23に接地電位を与えるために、該補助電極23と実質的に一体化されている導電性の電極保持部28が配置されている。 Therefore, when looking at the positional relationship between the desolvation tube 3 and the multiple capillaries 211-218 in the Y-Z plane as shown in Figure 5 (A), the conduit of the desolvation tube 3 is located at a position where the multiple capillaries 211-218 are not present, that is, at a point where the distance between two circumferentially adjacent capillaries on the circumference U is wide. In addition, a conductive electrode holding part 28 that is substantially integrated with the auxiliary electrode 23 is arranged at a position overlapping the desolvation tube 3 in the Y-Z plane and spaced apart in the negative direction of the X axis to hold the auxiliary electrode 23 and apply a ground potential to the auxiliary electrode 23.

各キャピラリー211~218に直流高電圧Vhが印加されることで、各キャピラリー211~218の先端部付近に強い電場が形成される。各キャピラリー211~218に分配された液体試料はこの電場によって電荷を付与され、ネブライジングガスの助けを受けて微小な帯電液滴として噴霧される。これは上記実施形態の質量分析装置と同様である。この変形例の質量分析装置では、いずれのキャピラリー211~218も脱溶媒管3から比較的離れており、各キャピラリー211~218の先端部付近に形成される電場は脱溶媒管3や隔壁の電位の影響を受けにくい。そのため、いずれのキャピラリー211~218においても良好に帯電液滴が生成され、イオン化が効率良く行われる。また、どのキャピラリー211~218による噴霧流の前方にも脱溶媒管3が存在しないため、噴霧流中の微細な帯電液滴や噴霧流から発生したイオンは脱溶媒管3のイオン取込み口3aや管路に付着せずに、脱溶媒管3中に吸い込まれ易い。そのため、イオンの収集効率も向上する。 A strong electric field is formed near the tip of each capillary 211-218 by applying a high DC voltage Vh to each capillary 211-218. The liquid sample distributed to each capillary 211-218 is charged by this electric field and sprayed as fine charged droplets with the help of nebulizing gas. This is similar to the mass spectrometer of the above embodiment. In this modified mass spectrometer, each capillary 211-218 is relatively far from the desolvation tube 3, and the electric field formed near the tip of each capillary 211-218 is less susceptible to the potential of the desolvation tube 3 or the partition. Therefore, charged droplets are generated well in each capillary 211-218, and ionization is performed efficiently. In addition, since there is no desolvation tube 3 in front of the spray flow generated by any of the capillaries 211 to 218, the fine charged droplets in the spray flow and the ions generated from the spray flow are easily drawn into the desolvation tube 3 without adhering to the ion intake port 3a or the pipe line of the desolvation tube 3. This also improves the efficiency of ion collection.

これによって、より多くの量のイオンを後段へと送ることができ、高い分析感度を達成することができる。また、脱溶媒管3のイオン取込み口3aや管路に帯電液滴やイオンが付着することによる汚染も軽減することができる。それによって、装置の性能を長い時間に亘り維持することができ、装置のメンテナンス作業の負担を軽減することができる。さらにまた、隣接するキャピラリーの間隔を広く確保した空間に、補助電極23を保持する電極保持部28を位置させることにより、電極保持部28と各キャピラリー211~218及びネブライジングガス管221~228との間の電気的絶縁性を確実に確保しつつ、補助電極23を安定的に保持することができる。 This allows a larger amount of ions to be sent to the subsequent stage, achieving high analytical sensitivity. It also reduces contamination caused by charged droplets and ions adhering to the ion intake port 3a of the desolvation tube 3 and the piping. This allows the performance of the device to be maintained for a long period of time, and the burden of maintenance work for the device to be reduced. Furthermore, by positioning the electrode holder 28 that holds the auxiliary electrode 23 in a space that ensures a wide gap between adjacent capillaries, it is possible to stably hold the auxiliary electrode 23 while reliably ensuring electrical insulation between the electrode holder 28 and each of the capillaries 211-218 and the nebulizing gas tubes 221-228.

なお、この変形例においても、図3、図4に示したような加熱ガス供給部25、26を追加する構成とすることができることは明らかである。
また、広い空間を設ける以外の箇所において隣接するキャピラリーの間隔が上述したように等角度間隔であることは必須ではない。また、脱溶媒管3のイオン取込み口3aの中心軸とESIプローブ2Cの軸Sとは直交でなく斜交していてもよい。
It is apparent that this modified example may also be configured to add the heating gas supply units 25 and 26 as shown in FIGS.
In addition, it is not essential that the intervals between adjacent capillaries are equiangular as described above except where a wide space is provided. In addition, the central axis of the ion intake port 3a of the desolvation tube 3 and the axis S of the ESI probe 2C may be obliquely intersecting each other instead of being perpendicular to each other.

[そのほかの変形]
また、上記実施形態及び変形例におけるESIプローブ2、2A、2B、2Cの構成は様々に変形することができる。
例えば、キャピラリーの本数は上記記載に限らず、複数本であれば適宜に決めることができる。また、その複数本のキャピラリー211~218を同一の円周U上に配置することは必須ではなく、適宜に配置することができる。但し、キャピラリー毎に補助電極23との間の距離が異なると、キャピラリーの先端部付近に形成される電場の強度がばらつき、キャピラリーから噴霧される帯電液滴のサイズのばらつきも大きくなる。従って、帯電液滴のサイズをできるだけ揃えてイオン化効率を高めるには、複数本のキャピラリー211~218のそれぞれと補助電極23との間の距離ができるだけ同じ又は近いほうがよい。
[Other variations]
Furthermore, the configurations of the ESI probes 2, 2A, 2B, and 2C in the above-described embodiment and modified examples can be modified in various ways.
For example, the number of capillaries is not limited to the above, and can be determined as appropriate as long as there are multiple capillaries. In addition, it is not essential that the multiple capillaries 211 to 218 are arranged on the same circumference U, and they can be arranged as appropriate. However, if the distance between each capillary and the auxiliary electrode 23 is different, the strength of the electric field formed near the tip of the capillary will vary, and the size of the charged droplets sprayed from the capillary will also vary greatly. Therefore, in order to make the size of the charged droplets as uniform as possible and increase the ionization efficiency, it is better that the distance between each of the multiple capillaries 211 to 218 and the auxiliary electrode 23 is as equal or close as possible.

また、補助電極23の形状も上述したような円柱状に限らない。特に、補助電極23の先端部の形状はY-Z面に平行な平面形状ではなく、半球面状等、適宜の形状にすることで、収束電場の電位勾配を調整して噴霧流の収束性を向上させ得る。 The shape of the auxiliary electrode 23 is not limited to the cylindrical shape described above. In particular, the shape of the tip of the auxiliary electrode 23 is not limited to a planar shape parallel to the Y-Z plane, but may be a hemispherical or other appropriate shape, thereby adjusting the potential gradient of the converging electric field and improving the convergence of the spray flow.

また、補助電極23は1個に限らず、複数の補助電極を設けてもよい。
図6は、8本のキャピラリー211~218にそれぞれ対応して1個ずつ補助電極231~238を設けた変形例を示す図である。この図は、ESIプローブ2を図2(A)と同じ視点から見たときの正面平面図である。このような構成とした場合でも、各キャピラリー211~218の先端部付近に強い強度の直流電場を形成することができるとともに、各キャピラリー211~218から噴出した帯電液滴の噴霧流を軸S付近に収束させるような電場を形成することができる。
Furthermore, the number of auxiliary electrodes 23 is not limited to one, and a plurality of auxiliary electrodes may be provided.
6 is a diagram showing a modified example in which auxiliary electrodes 231-238 are provided corresponding to the eight capillaries 211-218, respectively. This diagram is a front plan view of the ESI probe 2 as seen from the same viewpoint as in FIG. 2(A). Even with this configuration, a strong DC electric field can be formed near the tip of each of the capillaries 211-218, and an electric field can be formed that converges the spray of charged droplets ejected from each of the capillaries 211-218 near the axis S.

[第2実施形態]
次いで、本発明に係るイオン分析装置の他の実施形態である質量分析装置について説明する。この質量分析装置の全体構成は第1実施形態の装置と同じであるので説明を省略する。図7は、本実施形態の質量分析装置におけるESIイオン源の構成を示す正面平面図(A)及びA-AA矢視線断面図(B)である。図7では、第1実施形態の質量分析装置におけるESIイオン源の構成要素と実質的に同じ構成要素には同じ符号を付し、特に要しない限り説明を省略する。
[Second embodiment]
Next, a mass spectrometer which is another embodiment of the ion analyzer according to the present invention will be described. The overall configuration of this mass spectrometer is the same as that of the first embodiment, and therefore the description will be omitted. Fig. 7 is a front plan view (A) and a cross-sectional view along the line A-AA (B) showing the configuration of the ESI ion source in the mass spectrometer of this embodiment. In Fig. 7, components which are substantially the same as those of the ESI ion source in the mass spectrometer of the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions will be omitted unless otherwise required.

このESIイオン源におけるESIプローブ2Eでは、キャピラリー211~218及びネブライジングガス管221~228の構成及び配置は第1実施形態と同じであるが、補助電極の形状及び配置、さらには印加される電圧が第1実施形態と異なる。
即ち、補助電極27は、キャピラリー211~218を取り囲むように配置された略円筒形状の導電体である。この補助電極27の軸は、8本のキャピラリー211~218が配置される円の軸Sに一致している。従って、この実施形態においても、補助電極27と各キャピラリー211~218との距離はほぼ同一である。
In the ESI probe 2E of this ESI ion source, the configuration and arrangement of the capillaries 211-218 and nebulizing gas tubes 221-228 are the same as in the first embodiment, but the shape and arrangement of the auxiliary electrodes and the applied voltage are different from those in the first embodiment.
That is, the auxiliary electrode 27 is a substantially cylindrical conductor arranged to surround the capillaries 211 to 218. The axis of this auxiliary electrode 27 coincides with the axis S of the circle on which the eight capillaries 211 to 218 are arranged. Therefore, even in this embodiment, the distance between the auxiliary electrode 27 and each of the capillaries 211 to 218 is substantially the same.

8本のキャピラリー211~218はいずれも接地されている(但し、図面が煩雑になるのを避けるために、図7(A)では1本のキャピラリー215に接続される接地線のみを描いている)。一方、補助電極27には、直流高電圧電源24から例えば数kV程度以上の直流高電圧が印加される。この電圧の極性は測定対象のイオンの極性と同じであり、測定対象が正イオンである場合には、正極性の直流高電圧である。 All eight capillaries 211 to 218 are grounded (however, to avoid cluttering the drawing, FIG. 7(A) only shows the ground wire connected to one capillary 215). On the other hand, a high DC voltage of, for example, several kV or more is applied to the auxiliary electrode 27 from a high DC voltage power supply 24. The polarity of this voltage is the same as the polarity of the ions to be measured, and if the ions to be measured are positive ions, the high DC voltage is positive.

各キャピラリー211~218にそれぞれ液体試料が導入され、補助電極27に正極性の直流高電圧が印加されると、各キャピラリー211~218と補助電極27とは近接しているため、各キャピラリー211~218の先端部付近には強い強度の電場が形成される。それによって、各キャピラリー211~218の先端で形成される帯電液滴は微細化され易く、ネブライジングガスの助けを受けて、各キャピラリー211~218から微細な帯電液滴が大量に噴霧される。 When a liquid sample is introduced into each of the capillaries 211-218 and a positive high-polarity DC voltage is applied to the auxiliary electrode 27, a strong electric field is formed near the tip of each of the capillaries 211-218 because the capillaries 211-218 and the auxiliary electrode 27 are in close proximity. This makes it easy for the charged droplets formed at the tip of each of the capillaries 211-218 to be atomized, and with the help of the nebulizing gas, a large amount of fine charged droplets are sprayed from each of the capillaries 211-218.

この帯電液滴は正の電荷を有するが、8本のキャピラリー211~218を取り囲む補助電極27には正極性の高電圧が印加されているため、正に帯電した液滴(及び液滴から飛び出した正イオン)を内周側、つまり軸Sに近付く方向に押す力が作用する電場が形成される。それによって、第1実施形態と同様に、帯電液滴同士のクーロン斥力はあるものの帯電液滴の噴霧流は広がりにくく、軸S付近に収束する。その結果、帯電液滴から効率良く発生したイオンが、脱溶媒管3に効率良く吸い込まれ、後段へと輸送される。 These charged droplets have a positive charge, but because a positive high voltage is applied to the auxiliary electrode 27 surrounding the eight capillaries 211-218, an electric field is formed that exerts a force that pushes the positively charged droplets (and the positive ions that fly out of the droplets) toward the inner circumference, that is, toward the axis S. As a result, as in the first embodiment, although there is Coulomb repulsion between the charged droplets, the spray flow of the charged droplets is less likely to spread and converges near the axis S. As a result, the ions efficiently generated from the charged droplets are efficiently sucked into the desolvation tube 3 and transported to the subsequent stage.

この第2実施形態においても、第1実施形態と同様の各種の変形が可能である。
即ち、図3及び図4に示した構成と同様に、補助電極27の外周側にドーナツ形状の加熱ガス供給部25を追加したり、複数のキャピラリー211~218からの帯電液滴の噴霧流Pを横切るように加熱ガスを噴出する加熱ガス供給部26を追加したりしてもよい。
また、キャピラリーの本数やその配置を適宜に変更してもよい。補助電極27の形状も円筒形状に限るものではなく、補助電極27を適宜に複数に分割してもよい。
In the second embodiment as well, various modifications can be made in the same manner as in the first embodiment.
That is, similar to the configurations shown in Figures 3 and 4, a donut-shaped heated gas supply unit 25 may be added to the outer periphery of the auxiliary electrode 27, or a heated gas supply unit 26 may be added that sprays heated gas so as to cross the spray flow P of charged droplets from the multiple capillaries 211 to 218.
In addition, the number and arrangement of the capillaries may be changed as appropriate. The shape of the auxiliary electrode 27 is not limited to a cylindrical shape, and the auxiliary electrode 27 may be divided into a plurality of parts as appropriate.

また、上記第1、第2実施形態、及びはそれらの変形例はいずれも本発明の一例に過ぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜、変更や修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。 Furthermore, the above first and second embodiments and their modifications are merely examples of the present invention, and it goes without saying that appropriate changes, modifications, and additions made within the spirit of the present invention are also encompassed within the scope of the claims of this application.

例えば、上記実施形態はシングルタイプの四重極型質量分析装置であるが、上述したように質量分離の手法や、イオン解離操作の有無及びその解離の手法などは、適宜に選択することができるから、飛行時間型質量分析装置、イオントラップ型質量分析装置、トリプル四重極型質量分析装置、四重極-飛行時間型質量分析装置、イオントラップ飛行時間型質量分析装置などの各種の質量分析装置に本発明を適用可能であることは当然である。 For example, the above embodiment is a single-type quadrupole mass spectrometer, but as described above, the mass separation method, the presence or absence of ion dissociation operation and the dissociation method can be selected appropriately, so it goes without saying that the present invention can be applied to various mass spectrometers such as time-of-flight mass spectrometers, ion trap mass spectrometers, triple quadrupole mass spectrometers, quadrupole-time-of-flight mass spectrometers, and ion trap time-of-flight mass spectrometers.

また、本発明は、ESIイオン源により試料成分をイオン化して分析する装置全般に適用可能であるから、質量分析装置に限らず、イオン移動度分析装置や、イオン移動度分析装置と質量分析装置とを組み合わせたイオン移動度-質量分析装置などであってもよい。 In addition, the present invention is applicable to all devices that ionize and analyze sample components using an ESI ion source, and is not limited to mass spectrometers, but may also be an ion mobility spectrometer or an ion mobility-mass spectrometer that combines an ion mobility spectrometer and a mass spectrometer.

[種々の態様]
上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
[Various aspects]
It will be appreciated by those skilled in the art that the exemplary embodiments described above are examples of the following aspects.

(第1項)本発明に係るイオン分析装置の一態様は、ESI法を利用したイオン源を具備するイオン分析装置であって、前記イオン源は、
供給された液体試料を同方向に噴霧する複数本のキャピラリーと、
前記複数本のキャピラリーで囲まれるように配置された1又は複数の補助電極と、
前記1又は複数の補助電極の電位を基準とする直流高電圧を前記複数本のキャピラリーに印加する電圧印加部と、
を備える。
(Item 1) One aspect of the ion analyzer according to the present invention is an ion analyzer having an ion source utilizing an ESI method, the ion source comprising:
A plurality of capillaries which spray the supplied liquid sample in the same direction;
one or more auxiliary electrodes arranged so as to be surrounded by the plurality of capillaries;
a voltage application unit that applies a high DC voltage based on the potential of the one or more auxiliary electrodes to the plurality of capillaries;
Equipped with.

(第10項)本発明に係るイオン分析装置の他の態様は、ESI法を利用したイオン源を具備するイオン分析装置であって、該イオン源は、
供給された液体試料を同方向に噴霧する複数本のキャピラリーと、
前記複数本のキャピラリーを囲むように配置された1又は複数の補助電極と、
前記複数本のキャピラリーの電位を基準とする直流高電圧を前記1又は複数の補助電極に印加する電圧印加部と、
を備える。
(Item 10) Another aspect of the ion analyzer according to the present invention is an ion analyzer having an ion source utilizing an ESI method, the ion source comprising:
A plurality of capillaries which spray the supplied liquid sample in the same direction;
one or more auxiliary electrodes arranged to surround the plurality of capillaries;
a voltage application unit that applies a high DC voltage based on the potential of the plurality of capillaries to the one or more auxiliary electrodes;
Equipped with.

第1項及び第10項に記載のイオン分析装置では、分析対象である成分を含む液体試料が複数のキャピラリーに分配され、各キャピラリーからそれぞれ帯電液滴が噴霧される。これにより、イオン源に導入する液体試料全体の量を増加させることができ、分析のスループットを向上させることができる。或いは、1本のキャピラリーに流す液体試料の量を減らすことができ、それにより、噴霧される液滴を微細化してイオンの生成を促進することができる。 In the ion analyzer described in paragraphs 1 and 10, a liquid sample containing the components to be analyzed is distributed to multiple capillaries, and charged droplets are sprayed from each capillary. This allows the total amount of liquid sample introduced into the ion source to be increased, improving the throughput of analysis. Alternatively, the amount of liquid sample flowing through one capillary can be reduced, thereby making it possible to finely atomize the sprayed droplets and promote the generation of ions.

また、第1項及び第10項に記載のイオン分析装置では、補助電極がキャピラリーの至近に配置されるため、キャピラリーの先端付近における電場強度が増強される。それにより、キャピラリー先端に達した液体試料の電荷分離が促進され、イオン化効率が向上する。また同時に、補助電極により形成される電場の作用によって、キャピラリーから噴霧された帯電液滴や該液滴から発生したイオンは広がらず、逆に収束されるように進行する。そのため、生成されたイオンが、例えば真空室内へとイオンを輸送するための輸送管に入り易くなり、イオンの捕集効率が向上する。それによって、分析に供するイオンの量が増加し、高い分析感度を達成することができる。 In the ion analyzer described in paragraphs 1 and 10, the auxiliary electrode is placed close to the capillary, and the electric field strength near the tip of the capillary is enhanced. This promotes charge separation of the liquid sample that has reached the tip of the capillary, improving ionization efficiency. At the same time, due to the action of the electric field formed by the auxiliary electrode, the charged droplets sprayed from the capillary and the ions generated from the droplets do not spread, but rather proceed in a convergent manner. This makes it easier for the generated ions to enter a transport tube for transporting the ions, for example, into a vacuum chamber, improving ion collection efficiency. This increases the amount of ions to be analyzed, making it possible to achieve high analytical sensitivity.

(第2項、第11項)第1項又は第10項に記載のイオン分析装置において、前記イオン源は、前記複数本のキャピラリーに対し個別に設けられた、該キャピラリーからの液体試料の噴霧方向と同方向にネブライジングガスを噴出するネブライジングガス管、をさらに備えるものとすることができる。 (Paragraph 2, Paragraph 11) In the ion analyzer described in paragraph 1 or paragraph 10, the ion source may further include a nebulizing gas tube provided individually for each of the capillaries, which ejects a nebulizing gas in the same direction as the liquid sample is sprayed from the capillary.

第2項及び第11項に記載のイオン分析装置によれば、キャピラリー先端部から帯電液滴を良好に噴霧することができる。 The ion analyzer described in paragraphs 2 and 11 allows for good spraying of charged droplets from the tip of the capillary.

(第3項)第1項又は第2項に記載のイオン分析装置において、
前記複数本のキャピラリーは略同一円周上に配置され、
前記補助電極は一つであって、前記複数本のキャピラリーが配置される円の略中心位置に配置されるものとすることができる。
(3) In the ion analyzer according to the first or second aspect,
The plurality of capillaries are arranged on approximately the same circumference,
The auxiliary electrode may be one, and may be disposed approximately at the center of the circle on which the capillaries are disposed.

(第12項)同様に、第10項又は第11項に記載のイオン分析装置において、
前記複数本のキャピラリーは略同一円周上に配置され、
前記補助電極は一つであって、前記複数本のキャピラリーが配置される円と同軸の円筒形状であるものとすることができる。
(12) Similarly, in the ion analyzer according to the 10th or 11th aspect,
The plurality of capillaries are arranged on approximately the same circumference,
The auxiliary electrode may be one and may have a cylindrical shape coaxial with the circle on which the plurality of capillaries are arranged.

第3項及び第12項に記載のイオン分析装置では、各キャピラリーの先端付近における電場強度がほぼ同程度であるため、各キャピラリーからそれぞれ同程度に微細化された帯電液滴を噴霧することができる。それにより、イオン化効率を高めることができる。また、第3項及び第12項に記載のイオン分析装置では、各キャピラリーの電位と補助電極の電位とによって、帯電液滴の噴霧流が形成される領域における電場の電位勾配が、該噴霧流の軸の周りに概ね回転対称となる。それにより、帯電液滴の噴霧流がその軸の付近に収束し易くなり、帯電液滴から発生するイオンの利用効率が向上する。そうしたことによって、より多くの量のイオンを分析に供することができ、分析感度をより一層向上させることができる。 In the ion analyzer described in paragraphs 3 and 12, the electric field strength near the tip of each capillary is approximately the same, so that each capillary can spray charged droplets that have been made fine to the same extent. This can improve the ionization efficiency. In addition, in the ion analyzer described in paragraphs 3 and 12, the potential gradient of the electric field in the region where the spray flow of charged droplets is formed is approximately rotationally symmetrical around the axis of the spray flow due to the potential of each capillary and the potential of the auxiliary electrode. This makes it easier for the spray flow of charged droplets to converge near the axis, improving the efficiency of use of ions generated from the charged droplets. This allows a larger amount of ions to be used for analysis, further improving the analytical sensitivity.

(第4項)第3項に記載のイオン分析装置は、前記複数本のキャピラリーからの噴霧流より発生したイオンを収集して後段へと輸送するものであり、該噴霧流の前方にイオン取込み口を有し、前記キャピラリーからの噴霧の方向と交差する方向に延伸する管路を含むイオン輸送管、を備え、
前記複数本のキャピラリーは、略同一円周上であって、前記噴霧の方向の延長上に前記イオン輸送管が存在する位置を除いて配置されているものとすることができる。
(4) The ion analyzer described in (3) collects ions generated from the spray stream from the plurality of capillaries and transports them to a subsequent stage, and is provided with an ion transport tube having an ion intake port in front of the spray stream and including a pipe extending in a direction intersecting the direction of spray from the capillaries;
The plurality of capillaries may be arranged on approximately the same circumference, except for a position where the ion transport tube is present on an extension of the direction of spray.

(第5項)また第4項に記載のイオン分析装置において、前記イオン輸送管の管路は、前記キャピラリーからの噴霧の方向と略直交する方向に延伸しているものとすることができる。 (5) In the ion analyzer described in 4, the ion transport pipe may extend in a direction substantially perpendicular to the direction of spray from the capillary.

一般的にイオン輸送管は接地電位又はそれに比較的近い電位に定められるため、その影響により、イオン輸送管に近い位置のキャピラリー先端に形成される電場は弱まり易い。それに加え、イオン輸送管の近くに位置するキャピラリーから噴霧された帯電液滴やそれにより発生したイオンは、イオン輸送管中に流れ込むガス流に乗りにくくイオン輸送管に取り込まれにくい。これに対し、第4項及び第5項に記載のイオン分析装置によれば、複数本のキャピラリーの全てがイオン輸送管から比較的離れて配置されているため、キャピラリー先端部付近に強い電場が形成され、帯電液滴が良好に生成される。また、噴霧流に含まれる微細な帯電液滴やそれから発生したイオンが効率良くイオン輸送管に取り込まれる。これによって、後段へとより多くのイオンを送ることができ、分析感度を高めることができる。また、イオン輸送管やそのイオン取込み口に帯電液滴やイオンが付着して汚染が生じることを軽減することができる。 In general, the ion transport tube is set to ground potential or a potential relatively close to it, and as a result, the electric field formed at the tip of the capillary located near the ion transport tube is easily weakened. In addition, the charged droplets sprayed from the capillary located near the ion transport tube and the ions generated by them are less likely to ride the gas flow flowing into the ion transport tube and are less likely to be taken into the ion transport tube. In contrast, according to the ion analysis device described in paragraphs 4 and 5, since all of the multiple capillaries are positioned relatively far from the ion transport tube, a strong electric field is formed near the capillary tip, and charged droplets are generated well. In addition, fine charged droplets contained in the spray flow and ions generated from them are efficiently taken into the ion transport tube. This allows more ions to be sent to the subsequent stage, and the analytical sensitivity can be increased. In addition, it is possible to reduce contamination caused by charged droplets and ions adhering to the ion transport tube and its ion intake port.

(第6項)第4項又は第5項に記載のイオン分析装置において、前記複数本のキャピラリーは、前記円周上で周方向に隣接するキャピラリーの間隔が、前記噴霧の方向の延長上に前記イオン輸送管が存在する位置で最も広いように配置され、
該隣接するキャピラリーの間隔が最も広く空いた空間に、前記補助電極を保持する保持部及び/又は該補助電極に電位を与える配線が配置されているものとすることができる。
(6) In the ion analyzer according to the 4th or 5th aspect, the plurality of capillaries are arranged such that the interval between adjacent capillaries on the circumference in the circumferential direction is widest at a position where the ion transport tube is located on an extension of the spray direction,
A holder for holding the auxiliary electrode and/or wiring for applying a potential to the auxiliary electrode may be disposed in the widest space between the adjacent capillaries.

第6項に記載のイオン分析装置によれば、隣接するキャピラリーの間の十分に広い空間に補助電極の保持部や配線を配置することができ、その保持部又は配線とキャピラリーとの間の電気的絶縁性を十分に確保することができる。 According to the ion analyzer described in paragraph 6, the auxiliary electrode holder and wiring can be arranged in a sufficiently large space between adjacent capillaries, and electrical insulation between the holder or wiring and the capillaries can be sufficiently ensured.

(第7項、第13項)第1項~第6項のいずれか1項、又は、第10項~第12項のいずれか1項に記載のイオン分析装置は、前記複数本のキャピラリーからの噴霧流を囲むようにその外側に加熱ガスを吹き掛ける加熱ガス供給部、をさらに備えるものとすることができる。 (Items 7 and 13) The ion analyzer described in any one of items 1 to 6 or any one of items 10 to 12 may further include a heated gas supply unit that sprays heated gas onto the outside of the spray stream from the multiple capillaries so as to surround it.

第7項及び第13項に記載のイオン分析装置では、加熱ガス供給部から噴出する加熱ガスは、主として、複数本のキャピラリーから噴出する帯電液滴の噴霧流の外周側の部分に当たる。この部分には比較的大きなサイズの帯電液滴が存在するが、そうした帯電液滴中の溶媒の気化が促進されるので、イオン化効率を高めるのに有効である。また、帯電液滴の噴霧流を取り囲むように加熱ガス流が形成されるので、該噴霧流の広がりをより一層抑えることができ、イオンの利用効率もさらに改善される。 In the ion analysis device described in paragraphs 7 and 13, the heated gas ejected from the heated gas supply unit mainly hits the outer peripheral portion of the spray of charged droplets ejected from the multiple capillaries. This portion contains relatively large charged droplets, and this promotes the evaporation of the solvent in the charged droplets, which is effective in increasing the ionization efficiency. In addition, since a heated gas flow is formed to surround the spray of charged droplets, the spread of the spray can be further suppressed, and the efficiency of ion utilization is further improved.

(第8項、第14項)第1項~第6項のいずれか1項、又は、第10項~第12項のいずれか1項に記載のイオン分析装置は、前記複数本のキャピラリーからの噴霧流に対し、その噴霧流に交差するように加熱ガスを吹き掛ける加熱ガス供給部、をさらに備えるものとすることができる。 (Items 8 and 14) The ion analyzer described in any one of items 1 to 6 or any one of items 10 to 12 may further include a heating gas supply unit that sprays a heating gas onto the spray stream from the multiple capillaries so as to intersect with the spray stream.

第8項及び第14項に記載のイオン分析装置において、加熱ガス供給部から噴出する加熱ガスは、主として、複数本のキャピラリーから噴出する帯電液滴の噴霧流の外周側の部分に当たる。この部分には比較的大きなサイズの帯電液滴が存在するが、そうした帯電液滴中の溶媒の気化が促進されるので、イオン化効率を高めるのに有効である。 In the ion analyzer described in paragraphs 8 and 14, the heated gas ejected from the heated gas supply unit mainly hits the outer peripheral portion of the spray of charged droplets ejected from the multiple capillaries. This portion contains relatively large charged droplets, and this promotes the evaporation of the solvent in the charged droplets, which is effective in increasing the ionization efficiency.

(第9項、第15項)第1項~第8項のいずれか1項、又は、第10項~第14項のいずれか1項に記載のイオン分析装置は、前記イオン源を有する、シングルタイプ四重極型質量分析装置、トリプル四重極型質量分析装置、又は四重極-飛行時間型質量分析装置であるものとすることができる。 (Items 9 and 15) The ion analyzer described in any one of items 1 to 8 or any one of items 10 to 14 may be a single-type quadrupole mass analyzer, a triple quadrupole mass analyzer, or a quadrupole time-of-flight mass analyzer having the ion source.

こうした質量分析装置では、大気圧雰囲気にあるイオン源から後段の真空室へと脱溶媒管やサンプリングコーンなどを通してイオンを輸送する必要があるが、第9項及び第15項に記載の質量分析装置では、イオン源で生成されたイオンを効率良く収集して後段へと輸送することができる。これにより、第9項及び第15項に記載の質量分析装置によれば、高い分析感度を達成することができる。 In such a mass spectrometer, it is necessary to transport ions from the ion source in an atmospheric pressure environment to a downstream vacuum chamber through a desolvation tube, sampling cone, etc., but the mass spectrometer described in paragraphs 9 and 15 can efficiently collect ions generated in the ion source and transport them to the downstream stage. As a result, the mass spectrometer described in paragraphs 9 and 15 can achieve high analytical sensitivity.

1…チャンバー
11…イオン化室
12…第1中間真空室
13…第2中間真空室
14…分析室
2、2A、2B、2C、2D、2E…ESIプローブ
211~218…キャピラリー
221~228…ネブライジングガス管
23、231~238、27…補助電極
24…直流高電圧電源
25、26…加熱ガス供給部
251…加熱ガス噴出口
28…電極保持部
3…脱溶媒管
4、6…イオンガイド
5…スキマー
7…四重極マスフィルター
8…イオン検出器
1...Chamber 11...Ionization chamber 12...First intermediate vacuum chamber 13...Second intermediate vacuum chamber 14...Analysis chamber 2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E...ESI probe 211-218...Capillary 221-228...Nebulizing gas tube 23, 231-238, 27...Auxiliary electrode 24...DC high voltage power supply 25, 26...Heated gas supply unit 251...Heated gas outlet 28...Electrode holder 3...Desolvation tube 4, 6...Ion guide 5...Skimmer 7...Quadrupole mass filter 8...Ion detector

Claims (15)

エレクトロスプレーイオン化法を利用したイオン源を具備するイオン分析装置であって、前記イオン源は、
供給された液体試料を同方向に噴霧する複数本のキャピラリーと、
前記複数本のキャピラリーで囲まれるように配置された1又は複数の補助電極と、
前記1又は複数の補助電極の電位を基準とする直流高電圧を前記複数本のキャピラリーに印加する電圧印加部と、
を備えるイオン分析装置。
An ion analysis apparatus having an ion source utilizing an electrospray ionization method, the ion source comprising:
A plurality of capillaries which spray the supplied liquid sample in the same direction;
one or more auxiliary electrodes arranged so as to be surrounded by the plurality of capillaries;
a voltage application unit that applies a high DC voltage based on the potential of the one or more auxiliary electrodes to the plurality of capillaries;
An ion analyzer comprising:
前記イオン源は、前記複数本のキャピラリーに対し個別に設けられた、該キャピラリーからの液体試料の噴霧方向と同方向にネブライジングガスを噴出するネブライジングガス管、をさらに備える、請求項1に記載のイオン分析装置。 The ion analyzer according to claim 1, further comprising a nebulizing gas tube provided individually for each of the capillaries, which ejects a nebulizing gas in the same direction as the liquid sample is sprayed from the capillary. 前記複数本のキャピラリーは略同一円周上に配置され、
前記補助電極は一つであって、前記複数本のキャピラリーが配置される円の略中心位置に配置される、請求項1又は2に記載のイオン分析装置。
The plurality of capillaries are arranged on approximately the same circumference,
3. The ion analyzer according to claim 1, wherein the auxiliary electrode is one and is disposed at approximately the center of the circle on which the plurality of capillaries are disposed.
前記複数本のキャピラリーからの噴霧流より発生したイオンを収集して後段へと輸送するものであり、該噴霧流の前方にイオン取込み口を有し、前記キャピラリーからの噴霧の方向と交差する方向に延伸する管路を含むイオン輸送管、を備え、
前記複数本のキャピラリーは、略同一円周上であって、前記噴霧の方向の延長上に前記イオン輸送管が存在する位置を除いて配置されている、請求項3に記載のイオン分析装置。
an ion transport tube that collects ions generated from the spray stream from the plurality of capillaries and transports them to a subsequent stage, the ion transport tube having an ion intake port in front of the spray stream and including a pipe extending in a direction intersecting the direction of spray from the capillaries;
4. The ion analyzer according to claim 3, wherein the plurality of capillaries are arranged on approximately the same circumference, except for a position where the ion transport tube is present on an extension of the direction of spray.
前記イオン輸送管の管路は、前記キャピラリーからの噴霧の方向と略直交する方向に延伸している、請求項4に記載のイオン分析装置。 The ion analyzer according to claim 4, wherein the ion transport pipe extends in a direction substantially perpendicular to the direction of spray from the capillary. 前記複数本のキャピラリーは、前記円周上で周方向に隣接するキャピラリーの間隔が、前記噴霧の方向の延長上に前記イオン輸送管が存在する位置で最も広いように配置され、
該隣接するキャピラリーの間隔が最も広く空いた空間に、前記補助電極を保持する保持部及び/又は該補助電極に電位を与える配線が配置されている、請求項4又は5に記載のイオン分析装置。
the plurality of capillaries are arranged such that the interval between adjacent capillaries on the circumference in the circumferential direction is widest at a position where the ion transport tube is located on an extension of the spray direction;
6. The ion analyzer according to claim 4, wherein a holder for holding the auxiliary electrode and/or wiring for applying a potential to the auxiliary electrode are disposed in the widest space between the adjacent capillaries.
前記複数本のキャピラリーからの噴霧流を囲むようにその外側に加熱ガスを吹き掛ける加熱ガス供給部、をさらに備える、請求項1~6のいずれか1項に記載のイオン分析装置。 The ion analyzer according to any one of claims 1 to 6, further comprising a heating gas supply unit that sprays a heating gas onto the outside of the spray stream from the multiple capillaries so as to surround it. 前記複数本のキャピラリーからの噴霧流に対し、その噴霧流に交差するように加熱ガスを吹き掛ける加熱ガス供給部、をさらに備える、請求項1~6のいずれか1項に記載のイオン分析装置。 The ion analyzer according to any one of claims 1 to 6, further comprising a heating gas supply unit that sprays a heating gas onto the spray stream from the multiple capillaries so as to intersect with the spray stream. 前記イオン源を有する、シングルタイプ四重極型質量分析装置、トリプル四重極型質量分析装置、又は四重極-飛行時間型質量分析装置である、請求項1~8のいずれか1項に記載のイオン分析装置。 The ion analyzer according to any one of claims 1 to 8, which is a single-type quadrupole mass analyzer, a triple quadrupole mass analyzer, or a quadrupole-time-of-flight mass analyzer having the ion source. エレクトロスプレーイオン化法を利用したイオン源を具備するイオン分析装置であって、前記イオン源は、
供給された液体試料を同方向に噴霧する複数本のキャピラリーと、
前記複数本のキャピラリーを囲むように配置された1又は複数の補助電極と、
前記複数本のキャピラリーの電位を基準とする直流高電圧を前記1又は複数の補助電極に印加する電圧印加部と、
を備えるイオン分析装置。
An ion analysis apparatus having an ion source utilizing an electrospray ionization method, the ion source comprising:
A plurality of capillaries which spray the supplied liquid sample in the same direction;
one or more auxiliary electrodes arranged to surround the plurality of capillaries;
a voltage application unit that applies a high DC voltage based on the potential of the plurality of capillaries to the one or more auxiliary electrodes;
An ion analyzer comprising:
前記複数本のキャピラリーに対し個別に設けられた、該キャピラリーからの液体試料の噴霧方向と同方向にネブライジングガスを噴出するネブライジングガス管、をさらに備える、請求項10に記載のイオン分析装置。 The ion analyzer according to claim 10, further comprising a nebulizing gas tube provided individually for each of the capillaries, which ejects a nebulizing gas in the same direction as the liquid sample is sprayed from the capillary. 前記複数本のキャピラリーは略同一円周上に配置され、
前記補助電極は一つであって、前記複数本のキャピラリーが配置される円と同軸の円筒形状である、請求項10又は11に記載のイオン分析装置。
The plurality of capillaries are arranged on approximately the same circumference,
12. The ion analyzer according to claim 10, wherein the auxiliary electrode is a single electrode having a cylindrical shape coaxial with a circle on which the plurality of capillaries are arranged.
前記複数本のキャピラリーからの噴霧流を囲むようにその外側に加熱ガスを吹き掛ける加熱ガス供給部、をさらに備える、請求項10~12のいずれか1項に記載のイオン分析装置。 The ion analyzer according to any one of claims 10 to 12, further comprising a heating gas supply unit that sprays a heating gas onto the outside of the spray stream from the multiple capillaries so as to surround it. 前記複数本のキャピラリーからの噴霧流に対し、その噴霧流に交差するように加熱ガスを吹き掛ける加熱ガス供給部、をさらに備える、請求項10~12のいずれか1項に記載のイオン分析装置。 The ion analyzer according to any one of claims 10 to 12, further comprising a heating gas supply unit that sprays a heating gas onto the spray stream from the multiple capillaries so as to intersect with the spray stream. 前記イオン源を有する、シングルタイプ四重極型質量分析装置、トリプル四重極型質量分析装置、又は四重極-飛行時間型質量分析装置である、請求項10~14のいずれか1項に記載のイオン分析装置。 The ion analyzer according to any one of claims 10 to 14, which is a single-type quadrupole mass analyzer, a triple quadrupole mass analyzer, or a quadrupole-time-of-flight mass analyzer having the ion source.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024068742A (en) 2022-11-09 2024-05-21 日本光電工業株式会社 CONTROL METHOD, CONTROL PROGRAM, AND ALARM DISTRIBUTION SYSTEM
JP2026013960A (en) * 2024-07-18 2026-01-29 株式会社日立ハイテク Ion source system, mass spectrometry system, and deterioration determination method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002015697A (en) 2000-06-30 2002-01-18 Jeol Ltd Electrospray ion source
JP2009534806A (en) 2006-04-24 2009-09-24 マイクロマス ユーケー リミテッド Mass spectrometer
US20110147577A1 (en) 2009-12-18 2011-06-23 Kovtoun Viatcheslav V Method and Apparatus for Multiple Electrospray Emitters in Mass Spectrometry
WO2011075451A1 (en) 2009-12-18 2011-06-23 Thermo Finnigan Llc Pneumatically-assisted electrospray emitter array
JP2012089268A (en) 2010-10-15 2012-05-10 Shimadzu Corp Ionizer for mass spectroscope and mass spectroscope with ionizer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002015697A (en) 2000-06-30 2002-01-18 Jeol Ltd Electrospray ion source
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