CN104040680A - 质量分析装置 - Google Patents

质量分析装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104040680A
CN104040680A CN201280066503.8A CN201280066503A CN104040680A CN 104040680 A CN104040680 A CN 104040680A CN 201280066503 A CN201280066503 A CN 201280066503A CN 104040680 A CN104040680 A CN 104040680A
Authority
CN
China
Prior art keywords
area
mentioned
ion
hole
pore electrode
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.)
Granted
Application number
CN201280066503.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104040680B (zh
Inventor
长谷川英树
佐竹宏之
管正男
桥本雄一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of CN104040680A publication Critical patent/CN104040680A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104040680B publication Critical patent/CN104040680B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/24—Vacuum systems, e.g. maintaining desired pressures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0404—Capillaries used for transferring samples or ions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0431—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for liquid samples
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/06—Electron- or ion-optical arrangements
    • H01J49/062—Ion guides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Abstract

本发明的课题在于防止离子的导入效率降低、减少清洗作业的时间和劳力。为了解决上述课题，本发明提供如下质量分析装置(1)，其特征在于，电极(13)的离子导入孔(14)被分割为第一区域(14-1)、第二区域(14-2)以及第三区域(14-3)，第一区域和第三区域双方或者任一方的离子导入孔的中心轴方向与第二区域的离子导入孔的内部的离子的流动方向的轴不同，第一区域和第三区域的离子导入孔的轴具有偏心的位置关系。

Description

质量分析装置
技术领域
本发明涉及稳健性高且能够进行高灵敏度分析的质量分析装置。
背景技术
一般的大气压离子化质量分析装置将在大气压下生成的离子被导入真空中来分析离子的质量。
在大气压下生成离子的离子源存在电喷雾方式(ESI)、大气压化学离子化方式(APCI)、基质辅助激光解吸离子化方式(MALDI)等各种方式，但在任一种方法中除所希望的离子以外均生成作为噪声成分的物质。例如ESI离子源中，一边向小径的金属毛细管流动试样溶液一边施加高电压而使试样离子化，从而除离子以外同时也生成带电液滴、中性液滴等噪声成分。
普通的质量分析装置中，分别被由细孔划分的几个空间划分，各个空间借助真空泵排气，越趋向后段，真空度越高(压力越低)。借助第一个细孔电极(AP1)而与大气压划分的第一个空间由旋转泵等排气并且多保持为几百Pa左右的真空度。在借助第二个细孔电极(AP2)而与第一个空间划分的第二个空间，存在一边使离子聚集一边使之透过的离子输送部(四极电极、静电透镜电极等)，从而多由涡轮分子泵等排气几Pa左右。在借助第三个细孔电极(AP3)而与第二个空间划分的第三个空间，存在进行离子的分离、解离的离子分析部(离子阱、四极过滤电极、碰撞单元、飞行时间型质量分析计(TOF)等)和检测离子的检测部，从而多由涡轮分子泵等排气0.1Pa以下。也存在由三个以上的空间划分的质量分析装置，但一般是由三个左右的空间构成的装置。
生成的离子等(包括噪声成分)通过AP1且被导入真空容器内。之后，离子通过AP2且由离子输送部聚集在中心轴上。之后，离子通过AP3且由离子分析部按照质量分离或分解离子，从而能够分析更加详细的离子的构造。最终由检测部检测离子。
最普通的质量分析计中，AP1、AP2、AP3多配置在同轴上。之前说明的离子以外的液滴难以受到细孔电极、输送部、分析部的电场的影响，从而基本上是前进的趋势。因此，有污染直径非常小的各细孔电极的表面等的情况。
因此，普通的质量分析装置中需要定期取下AP1、AP2进行清洗。但是，为了进行清洗需要降下真空排气泵等真空系统，再次升起后的稳定动作花费一天以上的情况是一般的。另外，过度的前进液滴的导入有到达检测器的担忧，从而也引起检测器的寿命的缩短。
为了解决该问题，专利文献1中在离子源与AP1之间配置有具有多个孔的部件。由于在该部件且在与AP1同轴的位置未开设孔，所以能够减少来自AP1的噪声成分的导入。但是，由于该具有多个孔的部件配置于AP1的外侧，所以该部件的表里任一侧均为大气压状态。
另一方面，专利文献2或者专利文献3中，通过正交配置AP1出口的轴和AP2的轴，实现了除去前进的液滴。但是，弯曲成直角的AP1与AP2之间的空间在与AP2的轴正交的方向上由旋转泵等真空排气泵排气。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利5986259
专利文献2：美国专利5756994
专利文献3：美国专利6700119
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1中记载的装置结构中，由于AP1的外侧是大气压，所以与AP1的内侧之间的压力差较大。因此，AP1出口附近的流动成为音速状态，从而有产生马赫盘的担忧。因马赫盘而使AP1出口附近的流动紊乱，从而向AP2导入离子的导入效率降低。
另一方面，专利文献2或者专利文献3的装置结构中，弯曲成直角的AP1与AP2之间的空间在与AP2的轴正交的方向上由旋转泵等真空排气泵排气。因此，由于离子与液滴等噪声成分一起排出，所以产生离子的损失而导致灵敏度降低。另外，正交配置AP1出口的轴和AP2的轴，但由于处于从流动的轨道上直接可见AP2的前端的位置，从而根据使用条件等而有AP2的污染的频率增加的担忧。在AP2被污染了的情况下，需要进行降下真空系统的AP2清洗作业。
用于解决课题的方案
上述课题由如下质量分析装置解决，该质量分析装置将在大气压下生成的离子导入由真空排气机构排气后的真空室，并进行离子的质量，该质量分析装置的特征在于，具有开设有将离子导入真空室的离子导入孔的电极，电极的离子导入孔被分割为第一区域、第二区域以及第三区域，第一区域和第三区域双方或者任一方的离子导入孔的中心轴方向与第二区域的离子导入孔的内部的离子的流动方向的轴不同，第二区域除与第一区域和第三区域连接的出口以外没有出口，电极能够在第一区域或第三区域与第二区域之间、或者第二区域的中途部分分离，第一区域和第三区域的离子导入孔的轴具有偏心的位置关系。
发明的效果
根据本发明，能够实现稳健性较高且维护容易的离子导入部，从而能够实现高灵敏度并且低噪声的质量分析装置。
附图说明
图1是实施例1的装置结构图。
图2(A)是从实施例1的离子源的方向观察的第一细孔电极的说明图，图2(B)是实施例1的第一细孔电极的在中心轴上的截面的说明图。
图3(A)是从实施例2的离子源的方向观察的第一细孔电极的说明图，图3(B)是实施例2的第一细孔电极的在中心轴上的截面的说明图。
图4(A)是从实施例3的离子源的方向观察的第一细孔电极的说明图，图4(B)是实施例3的第一细孔电极的在中心轴上的截面的说明图。
图5是实施例4的装置结构图。
图6是实施例5的第一细孔电极的说明图。
图7是实施例6的第一细孔电极的说明图。
图8是实施例7的第一细孔电极的说明图。
图9(A)是从实施例8的离子源的方向观察的第一细孔电极的说明图，图9(B)是实施例8的第一细孔电极的在中心轴上的截面的说明图。
图10(A)是从实施例9的离子源的方向观察的第一细孔电极的说明图。
图10(B)是实施例9的第一细孔电极的在中心轴上的截面的说明图。
图11是实施例10的第一细孔电极的说明图。
具体实施方式
(实施例1)
实施例1中，对如下机构进行说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域和第三区域的孔均是一个结构，以第一区域与第二区域之间能够分割第一细孔电极。
图1中表示使用了本方式的质量分析装置的结构的说明图。
质量分析装置1主要由处于大气压下的离子源2和真空容器3构成。图1所示的离子源2根据被称作电喷雾方式(ESI)的原理，生成试样溶液的离子。ESI方式的原理是通过一边对金属毛细管5施加高电压6一边供给试样溶液7来生成试样溶液的离子8。ESI方式的离子生成原理的过程中，试样溶液7的液滴9反复分裂，最终成为非常微小的液滴从而离子化。离子化的过程中无法充分变得微小的液滴中，存在中性液滴、带电液滴等。为了减少这些液滴9，通过在金属毛细管5的外侧设置管10，在两者的间隙流动气体11，从管10的出口端12以喷雾的方式喷出气体11，从而促进液滴9的气化。
在大气压下生成的离子8、液滴9被导入开设于第一细孔电极13的孔14。被导入的离子8通过第一细孔电极13的孔14被导入第一真空室15。之后，离子8通过开设于第二细孔电极16的孔17被导入第二真空室18。在第二真空室18，存在一边使离子聚集一边使之透过的离子输送部19。离子输送部19能够使用多极电极、静电透镜等。通过了离子输送部19的离子20通过开设于第三细孔电极21的孔22，被导入第三真空室23。在第三真空室23，存在进行离子的分离、解离的离子分析部24。离子分析部24能够使用离子阱、四极过滤电极、碰撞单元、飞行时间型质量分析计(TOF)等。通过了离子分析部24的离子25由检测器26检测。检测器26能够使用电子倍增管、多通道板(MCP)等。由检测器26检测到的离子25能够变换为电信号等并由控制部27详细地分析离子的质量、强度等信息。并且，控制部27中，具备用于接受来自用户的指示输入、进行电压等的控制的输入输出部、存储器等，也具有电源操作所需要的软件等。
此外，第一真空室15由旋转泵(RP)28排气，保持为几百Pa左右。第二真空室18由涡轮分子泵(TMP)29排气，保持为几Pa左右。第三真空室23由TMP30排气，保持为0.1Pa以下。另外，将图1所示的电极4配置于第一细孔电极13的外侧，向两者的间隙导入气体31，从电极4的出口端32以喷雾的方式使之喷出，从而实现了被导入真空容器3的液滴9的减少。
如图1以及图2所示，本方式的第一细孔电极13的孔14被分割为三个区域14-1～14-3。第一区域14-1的流动的轴38和第二区域14-2的流动的轴39具有正交的位置关系，第二区域14-2的流动的轴39和第三区域14-3的流动的轴40也具有正交的位置关系。此外，由于各流动的轴38～40是指在各区域14-1～14-3内的流动的中心轴，所以严格来说，能够有也存在流动不正交的位置等的情况。而且，为了得到本发明的效果，不需要处于精确的正交的位置关系，在与正交相近的状态的位置关系中也能够得到本发明的效果。另外，第一区域14-1的流动的轴38和在第三区域14-3的流动的轴40具有平行且中心位置错开的位置关系。此外，由于各流动的轴38以及40是指各区域14-1以及14-3内的流动的中心轴，所以严格来说，能够有也存在流动不平行的位置等的情况。而且，为了得到本发明的效果，需要处于精确的平行的位置关系，在与平行相近的状态的位置关系中也能够得到本发明的效果。另外，第二区域14-2利用O型圈33等真空气密机构，而成为除通往第一区域14-1、第三区域14-3的出入口以外没有出口的空间。
接下来，通过图2所示的本方式的第一细孔电极13的构造图，对分离被导入的离子8和液滴9、且仅使离子8高效地透过的原理进行说明。图2(A)表示从离子源2的方向观察的第一细孔电极13的图，图2(B)表示第一细孔电极13的在中心轴上的剖视图。
若向图2所示的第一细孔电极13的孔14导入液滴9、离子8，则通过第一区域14-1的孔而被导入的离子8、液滴9在第二区域14-2以粒径的大小被筛选(粒径分离)。在离子化的过程中无法充分变得微小的液滴9中较大的液滴9-1(图中以空白圆圈记载)与离子8(图中以黑色三角记载)、较小的液滴9-2(图中以黑色四边形记载)相比较重而惯性较大，从而在第一拐弯34不完全转弯地与内壁面35碰撞而失活。即，仅较小的液滴9-2、离子8能够在第一拐弯34转弯。之后，在第二拐弯36处也相同，由于液滴9-2惯性较大从而在第二拐弯36不完全转弯地与内壁面37碰撞而失活。即，仅离子8能够在第二拐弯36转弯。在第二拐弯36转弯的离子8通过第三区域14-3的孔而到达第二细孔电极16。本方式中，相对于第一区域14-1的流动的轴38的方向以及第三区域14-3的流动的轴40的方向，第二区域14-2的流动的轴39的方向为不同的方向(附图中为正交)，从而能够在第一细孔电极13的孔14的内部进行粒径分离。
另外，为了使惯性较大的液滴9更加高效地前进而不拐弯，优选针对第二区域14-2的导入为高速状态的喷射流。产生与音速相近的喷射流的条件为，以配管的一次侧的压力成为大气压(＝10万Pa)以上的情况为前提，二次侧的压力需要为一次侧压力的一半以下左右的压力。因而，第一细孔电极13的第一区域14-1的一次侧压力为大气压，从而可知第二区域14-2的内部需要为其一半左右、即5万Pa以下。通过满足该条件，能够效率良好地进行粒径分离，从而能够大幅度减少液滴9等噪声成分流入第一真空室15。
另外，通过将第二区域14-2的压力设为5万Pa以下，也能够提高向第二细孔电极16的孔17导入离子8的导入效率。在用以往方法的第一细孔电极分隔大气压和第一真空室的情况下，在第一细孔电极的出口成为音速从而产生马赫盘，因流动的紊乱而降低针对第二细孔电极的孔的导入效率。与此相对，本方式中，通过了第一细孔电极13的离子8最终通过第三区域14-3的孔而进入第一真空室15。此时，由于第三区域14-3的流路的一次侧成为第二区域14-2，所以一次侧(第二区域14-2)的压力成为5万Pa以下，进而在第三区域14-3的出口无法得到音速的流动。因而，本方式中，由于在第一细孔电极13的出口无法成为音速，所以能够减少流动的紊乱，从而能够提高向第二细孔电极16的孔17导入离子8的导入效率。
另外，第二区域14-2利用O型圈33等真空气密机构，成为除通往第一区域14-1、第三区域14-3的出入口以外没有出口的空间。由于第二区域14-2不特别借助真空泵等排气，所以包括从第一区域14-1流入的离子8的气体的流动全部向第三区域14-3流动，从而能够大幅度减少因以往方法的真空泵的排气所引起的离子的损失等，并能够提高灵敏度。
另外，第二区域14-2的与流动方向正交的截面形状通过构成为与第一区域14-1或者第三区域14-3的截面形状不同，能够提高离子化的效率。实际上，通过使图2所示第二区域14-2的截面形状比第一区域14-1或者第三区域14-3大，能够增大截面积，并变慢流速。通过变慢流速，能够延长第二区域14-2的离子8、液滴9的滞留时间。一般地，第一细孔电极13由加热器等加热机构(未图示)加热来使用的情况较多，利用加热来得到第一细孔电极13内部的脱溶剂作用、气化的促进等效果。如本方式那样，通过延长获得在第一细孔电极13内部的滞留时间，能够实现进一步的气化的促进，结果能够提高气化的离子化效率。
如上所述，通过使用本方式，能够减少液滴9等噪声成分流入第一真空室15，能够大幅度减少第二细孔电极16以下的电极类的污染，从而能够大幅度减少这些电极类的维护的频率。但是，由于图2所示的第一拐弯34、第二拐弯36的内壁面35、37有因液滴9的碰撞而引起污染的担忧，所以需要定期的清洗等维护。
因此，本方式中，第一细孔电极13构成为在第一区域14-1与第二区域14-2之间能够容易地分割为前段部13-1和后段部13-2。本结构中，即使在取下第一细孔电极13的前段部13-1、实际上仅第三区域14-3的孔、即后段部13-2划分大气压和第一真空室15的情况下，也以包括RP28、TMP29、30等真空泵的真空系统不会受到损伤的程度设定第三区域14-3的孔的大小。通过设为这样的结构，能够不降下真空系统，在取下第一区域14-1后容易进行用酒精等溶剂擦拭第二区域14-2的内表面等的污垢等的清洗作业。由此，不需要如以往方法那样在清洗时降下真空系统、且为了再次升起的动作稳定而待机一天以上，从而提高装置的生产率。
在实际上以不降下真空系统而取下前段部13-1(第一区域14-1)的情况为前提的情况下，需要以安装有前段部13-1的状态将第二区域14-2的压力设为大气压(＝10万Pa)的1/10程度以上。即、该条件为，在比较第一区域14-1的有无的状态时，前者为1万Pa以上，后者为大气压(＝10万Pa)，能够使第三区域14-3的外侧的压力变动为1/10以下。为了健全地维持真空系统，需要抑制为1/10左右的压力变动，从而第二区域14-2的压力优选为1万Pa以上。普通的质量分析装置中，与图1所示的例子相同，由真空泵对各室进行排气，但排出TMP29、30的背压的真空泵由用于第一真空室15的排气的RP28来兼具的情况较多。TMP动作的背压条件即使较高，也为几千Pa左右。该值相对于第一真空室15的一般的压力的几百Pa约为10倍左右，根据该情况下也必须抑制为10倍以内的压力变动。
综上所述，可知第二区域14-2的压力优选在1万Pa至5万Pa的范围使用。
实际上，第一细孔电极13的第一区域14-1、第三区域14-3的流量以及导电率的式由以下的式1至式3表示。此处，Q：流量[Pa·m3/s]，C1、C2：第一区域14-1以及第三区域14-3的排气导电率[m3/s]，P1：大气压[＝10万Pa]，P2：第二区域14-2的压力[Pa]，P3：第一真空室15的压力[Pa]，S＝RP28的排气速度[m3/s]，D1、D2：第一区域14-1以及第三区域14-3的内径[m]，L1、L2：第一区域14-1以及第三区域14-3的长度[m]。
(数学式1)
Q＝C1(P1-P2)＝C2(P2-P3)≒SP3
(数学式2)
C1＝1305*D1 4/L1*(P1+P2)/2
(数学式3)
C2＝1305*D2 4/L2*(P2+P3)/2
根据上述的式1至式3、以及第二区域14-2的压力P2＝1万Pa～5万Pa的条件，得到以下的式4、式5。
(数学式4)
D1 4/L1＝1.55*10-13*SP3～2.04*10-13*SP3
(数学式5)
D2 4/L2≒6.13*10-13*SP3～1.53*10-11*SP3
此处，在以RP28的排气速度S＝450L/min(＝0.0075m3/s)、第一真空室15的压力P3＝250Pa的例子的情况下，得到用于满足P2＝1万Pa～5万Pa的以下的条件式。
(数学式6)
D1 4/L1＝2.91*10-13～3.83*10-13
(数学式7)
D2 4/L2＝1.15*10-12～2.87*10-11
通过使用这些条件式，可知例如在L1、L2＝20mm(＝0.02m)的情况下，设为D1＝0.28～0.3mm，D2＝0.39～0.87mm程度即可。因RP28的排气速度、第一真空室15的设定压力或者L1、L2等的长度的限制，优选在D1≤1mm、D2≤1.5mm的范围内使用。以上，实施例1中，对如下结构进行了说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域和第三区域的孔均是一个结构，能够在第一区域与第二区域之间分割第一细孔电极。
(实施例2)
实施例2中，对如下情况进行说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域的孔是多个结构，第三区域的孔是一个结构，能够在第一区域与第二区域之间分割第一细孔电极。
使用图3所示的本方式的第一细孔电极13的构造图进行说明。图3(A)表示从离子源2的方向观察的第一细孔电极13的图，图3(B)表示第一细孔电极13的在中心轴上的剖视图。图3中为简便说明，没有表示图2所示的离子8、液滴9，但基本的原理与图2相同。
若向图3所示的第一细孔电极13的孔14导入液滴9、离子8，则通过第一区域14-1的孔而被导入的离子8、液滴9在第二区域以粒径的大小被筛选(粒径分离)。在离子化的过程中无法充分变得微小的液滴9中较大的液滴9-1与离子8、较小的液滴9-2比较，较重且惯性较大，从而在第一拐弯34不完全转弯地与内壁面35碰撞而失活。即，仅较小的液滴9-2、离子8能够在第一拐弯34转弯。之后，在第二拐弯36转弯的离子8通过第三区域14-3的孔而到达第二细孔电极16。此外，本方式中在第二拐弯36的周边没有供液滴碰撞的内壁面，但进行某种程度的粒径分离。本方式中，相对于第一区域14-1的流动的轴38的方向以及第三区域14-3的流动的轴40的方向，第二区域14-2的流动的轴39的方向为不同的方向(附图中为正交)，从而能够在第一细孔电极13的孔14的内部进行粒径分离。
另外，本方式也与图2相同，构成为在第一区域14-1与第二区域14-2之间容易地将第一细孔电极13分割为前段部13-1和后段部13-2。
而且，本方式的第一细孔电极13的结构能够与图1中说明的装置结构组合。
以上，实施例2中对如下结构进行了说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域的孔为多个结构，第三区域的孔为一个结构，且能够在第一区域与第二区域之间分割第一细孔电极。
(实施例3)
实施例3中，对如下结构进行说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域的孔为一个结构，第三区域的孔为多个结构，能够在第一区域与第二区域之间分割第一细孔电极。
使用图4所示的本方式的第一细孔电极13的构造图进行说明。图4(A)表示从离子源2的方向观察的第一细孔电极13的图，图4(B)表示第一细孔电极13的在中心轴上的剖视图。图4中为简便说明，没有表示图2所示的离子8、液滴9，但基本的原理与图2相同。
若向图4所示的第一细孔电极13的孔14导入液滴9、离子8，则通过第一区域14-1的孔而被导入的离子8、液滴9在第二区域以粒径的大小被筛选(粒径分离)。在离子化的过程中无法充分变得微小的液滴9中较大的液滴9-1与离子8、较小的液滴9-2比较，较重且惯性较大，从而在第一拐弯34不完全转弯地与内壁面35碰撞而失活。即，仅较小的液滴9-2、离子8能够在第一拐弯34转弯。之后，在第二拐弯36也相同，液滴9-2由于惯性较大而在第二拐弯36不完全转弯地与内壁面37碰撞而失活。即，仅离子8能够在第二拐弯36转弯。在第二拐弯36转弯的离子8通过第三区域14-3的孔而到达第二细孔电极16。本方式中，相对于第一区域14-1的流动的轴38的方向以及第三区域14-3的流动的轴40的方向，第二区域14-2的流动的轴39的方向为不同的方向(附图中为正交)，从而能够在第一细孔电极13的孔14的内部进行粒径分离。
另外，本方式也与图2相同，构成为在第一区域14-1与第二区域14-2之间能够容易地将第一细孔电极13分割为前段部13-1和后段部13-2。
而且，本方式的第一细孔电极13的结构能够与图1中说明的装置结构组合。
以上，实施例3中，对如下结构进行了说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域的孔为一个结构，第三区域的孔为多个结构，能够在第一区域与第二区域之间分割第一细孔电极。
以上，实施例2和实施例3中，对第一区域、第三区域的孔是多个结构的情况进行了说明，但也可以构成为，第一区域和第三区域中任一个孔都是多个结构。
(实施例4)
实施例4中，对在第一真空室配置有离子聚集部的结构进行说明。
图5表示使用了本方式的质量分析装置的结构的说明图。图5中，构成为在第一真空室15配置有离子聚集部41，除此以外与实施例1(图1)的结构大致相同，从而仅对图1与图5的差异进行说明。
通过第一细孔电极13后的离子8由离子聚集部41聚集在中心轴上42，并被导入第二细孔电极16的孔17。由于离子8位于并聚集于中心轴上42，所以提高针对第二细孔电极16的孔17的导入效率，从而提高灵敏度。除此以外与图1相同。
而且，具有本方式的离子聚集部41的结构也能够与图3、图4中说明的第一细孔电极13组合。
以上，实施例4中，对在第一真空室配置有离子聚集部的结构进行了说明。
(实施例5)
实施例5中，对如下结构进行说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域的孔和第三区域的孔均是一个结构，能够在第二区域与第三区域之间分割第一细孔电极。
使用图6所示的本方式的第一细孔电极13的构造图进行说明，但基本的原理与图2相同，从而省略详细的说明。
图6的结构是能够在第二区域14-2与第三区域14-3之间容易地将第一细孔电极13分割为前段部13-1和后段部13-2的构造。分割的效果与实施例1相同，能够不降下真空系统地在取下第一区域14-1和第二区域14-2后，进行用酒精等的溶剂擦拭第二区域14-2的内表面等的污垢等清洗作业。由此，不需要如以往方法那样在清洗时降下真空系统、并为了再次升起的动作稳定而待机一天以上，从而提高装置的生产率。
而且，本方式的第一细孔电极13的结构也能够与图1、图5中说明的装置结构中任一个结构组合。另外，本方式的第一细孔电极13的分割方式能够与图3、图4中说明的第一细孔电极13的结构组合。
以上，实施例5中，对如下结构进行了说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域的孔和第三区域的孔均是一个结构，能够在第二区域与第三区域之间分割第一细孔电极。
(实施例6)
实施例6中，对如下结构进行说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域的孔和第三区域的孔均是一个结构，能够在第二区域的中途分割第一细孔电极。
使用图7所示的本方式的第一细孔电极13的构造图进行说明，但基本的原理与图2相同，从而省略详细的说明。
图7的结构是能够在第二区域14-2的中途容易地将第一细孔电极13分割为前段部13-1和后段部13-2的构造。分割的效果与实施例1相同，能够不降下真空系统地在第二区域14-2的中途部分取下第一区域14-1和第二区域14-2后，进行用酒精等的溶剂擦拭第二区域14-2的内表面等的污垢等清洗作业。由此，不需要如以往方法那样在清洗时降下真空系统、并为了再次升起的动作稳定而待机一天以上，从而提高装置的生产率。
而且，本方式的第一细孔电极13的结构也能够与图1、图5中说明的装置结构中任一个结构组合。另外，本方式的第一细孔电极13的分割方式能够与图3、图4中说明的第一细孔电极13的结构组合。
以上，实施例6中，对如下结构进行了说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域的孔和第三区域的孔均是一个结构，能够在第二区域的中途分割第一细孔电极。
(实施例7)
实施例5中，对如下情况进行说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域的孔和第三区域的孔均是一个结构，能够在第一区域与第二区域之间以及第二区域与第三区域之间进行分割。
使用图8所示的本方式的第一细孔电极13的构造图进行说明，但基本的原理与图2相同，从而省略详细的说明。
图8的结构是能够在第一区域14-1与第二区域14-2之间以及第二区域14-2与第三区域14-3之间容易地分割为前段部13-1、中段部13-3以及后段部13-2的构造。分割的效果与实施例1相同，能够不降下真空系统地在取下第一区域14-1和第二区域14-2后，进行用酒精等的溶剂擦拭第二区域14-2的内表面等的污垢等清洗作业。由此，不需要如以往方法那样在清洗时降下真空系统、并为了再次升起的动作稳定而待机一天1日以上，从而提高装置的生产率。
而且，本方式的第一细孔电极13的结构也能够与图1、图5中说明的装置结构中任一个结构组合。另外，本方式的第一细孔电极13的分割方式能够与图3、图4中说明的第一细孔电极13的结构组合。
以上，实施例7中，对如下结构进行了说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域的孔和第三区域的孔均是一个结构，能够在第一区域与第二区域之间以及第二区域与第三区域之间进行分割。
以上，实施例5～7中，对与实施例1不同的第一细孔电极的分割位置进行了说明，但除此以外，在第一区域、第三区域的中途进行分割的结构也能够得到相同的效果，但由于分割的位置的孔较小，从而有清洗等作业变得稍微困难的可能性。
(实施例8)
实施例8中，对如下情况进行说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域和第三区域的孔均是一个结构，能够在第一区域与第二区域之间分割第一细孔电极，且第一区域倾斜配置。
使用图9所示的本方式的第一细孔电极13的构造图进行说明，但基本的原理与图2相同，从而省略详细的说明。图9(A)表示从离子源2的方向观察的第一细孔电极13的图，图9(B)表示第一细孔电极13的在中心轴上的剖视图。
图9的结构中，第一区域14-1的流动的轴38相对于第三区域14-3的流动的轴40倾斜配置。至此的实施例中，是第一区域14-1的流动的轴38与第三区域14-3的流动的轴40大致平行、且与第二区域14-2的流动的轴39大致正交的结构，但图9的装置结构也得到与至此的实施例相同的效果。
而且，本方式的第一细孔电极13的结构也能够与图1、图5中说明的装置结构中任一个结构组合。另外，能够与图3、图4中说明的第一细孔电极13的结构组合。另外，能够与图6、图7、图8中说明的第一细孔电极13的分割方式组合。
以上，实施例8中，对如下结构进行了说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域和第三区域的孔均是一个结构，能够在第一区域与第二区域之间分割第一细孔电极，且第一区域倾斜配置。
(实施例9)
实施例9中，对如下情况进行说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域和第三区域的孔均是一个结构，能够在第一区域与第二区域之间分割第一细孔电极，且第三区域倾斜配置。
使用图10所示的本方式的第一细孔电极13的构造图进行说明，但基本的原理与图2相同，从而省略详细的说明。图10(A)表示从离子源2的方向观察的第一细孔电极13的图，图10(B)表示第一细孔电极13的在中心轴上的剖视图。
图10的结构中，第三区域14-3的流动的轴40相对于第一区域14-1的流动的轴38倾斜配置。至此的实施例中，是第三区域14-3的流动的轴40与第一区域14-1的流动的轴38大致平行、且与第二区域14-2的流动的轴39大致正交的结构，但图10的装置结构也得到与至此的实施例相同的效果。
而且，本方式的第一细孔电极13的结构也能够与图1、图5中说明的装置结构中任一个结构组合。另外，能够与图3、图4中说明的第一细孔电极13的结构组合。另外，能够与图6、图7、图8中说明的第一细孔电极13的分割方式组合。
以上，实施例9中，对如下结构进行了说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域和第三区域的孔均是一个结构，能够在第一区域与第二区域之间分割第一细孔电极，且第三区域倾斜配置。
以上，实施例8和实施例9中，对第一区域、第三区域的流动的轴倾斜配置的结构进行了说明，但也可以是任一个流动的轴均相对于第二区域倾斜配置的结构。另外，也可以向与图9、图10中表示的方向不同的方向倾斜配置。另外，第二区域也能够倾斜配置，但有构造变得稍微复杂的可能性。
(实施例10)
实施例10中，对如下结构进行说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域和第三区域的孔均是一个结构，能够在第一区域与第二区域之间分割第一细孔电极，且在第二区域内配置有偏转电极。
使用图11所示的本方式的第一细孔电极13的构造图进行说明，但基本的原理与图2相同，从而省略详细的说明。
图11的结构中，在第二区域14-2的内部的第一拐弯34和第二拐弯36的附近配置有偏转电极43、44。通过对偏转电极43、44施加电压，能够使离子8高效地拐弯。对于施加于偏转电极43、44的电压而言，在离子8为正离子的情况下施加正电压，在离子8为负离子的情况下施加负电压。此外，偏转电极43、44的配置也可以仅是其中任一个。
而且，本方式的第一细孔电极13的结构也能够与图1、图5中说明的装置结构中任一个结构组合。另外，能够与图3、图4、图9、图10中说明的第一细孔电极13的结构组合。另外，能够与图6、图7、图8中说明的第一细孔电极13的分割方式组合。
以上，实施例9中，对如下结构进行了说明，即，第一细孔电极的孔被分割为三个区域，第一区域和第三区域的孔均是一个结构，能够在第一区域与第二区域之间分割第一细孔电极，且在第二区域内配置有偏转电极。
符号的说明
1—质量分析装置，2—离子源，3—真空容器，4—电极，5—金属毛细管，6—高电压，7—试样溶液，8—离子，9—液滴，9-1—较大的液滴，9-2—较小的液滴，10—管，11—气体，12—管的出口端，13—第一细孔电极，13-1—第一细孔电极的前段部，13-2—第一细孔电极的后段部，13-3—第一细孔电极的中段部，14—第一细孔电极的孔，14-1—第一细孔电极的孔的第一区域，14-2—第一细孔电极的孔的第二区域，14-3—第一细孔电极的孔的第三区域，15—第一真空室，16—第二细孔电极，17—第二细孔电极的孔，18—第二真空室，19—离子输送部，20—离子，21—第三细孔电极，22—第三细孔电极的孔，23—第三真空室，24—离子分析部，25—离子，26—检测器，27—控制部，28—旋转泵(RP)，29—涡轮分子泵(TMP)，30—涡轮分子泵(TMP)，31—气体，32—电极的出口端，33—O型圈，34—第一拐弯，35—内壁面，36—第二拐弯，37—内壁面，38—第一区域的流动的轴，39—第二区域的流动的轴，40—第三区域的流动的轴，41—离子聚集部，42—中心轴上，43—偏转电极，44—偏转电极。

Claims (8)

1.一种质量分析装置，其将在大气压下生成的离子导入由真空排气机构排气后的真空室，并对上述离子的质量进行分析，
上述质量分析装置的特征在于，
具有开设有将上述离子导入上述真空室的离子导入孔的电极，上述电极的离子导入孔被分割为第一区域、第二区域以及第三区域，
上述第一区域和上述第三区域双方或者任一方的离子导入孔的中心轴方向与上述第二区域的离子导入孔的内部的上述离子的流动方向的轴不同，
上述第二区域除与上述第一区域和上述第三区域连接的出口以外没有出口，
上述电极能够在上述第一区域或上述第三区域与上述第二区域之间、或者第二区域的中途部分分离，
上述第一区域和上述第三区域的离子导入孔的轴具有偏心的位置关系。
2.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，
上述第三区域的离子导入孔的孔径为1.5mm以下。
3.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，
上述第二区域的内部的压力在1万Pa以上且5万Pa以下的范围。
4.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，
上述第一区域的离子导入孔的孔径为1mm以下。
5.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，
上述第一区域和上述第三区域双方或者任一个的离子导入孔的截面形状与上述第二区域的离子导入孔的截面形状不同。
6.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，
具有多个上述第一区域的离子导入孔。
7.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，
具有多个上述第三区域的离子导入孔。
8.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，
具有聚集上述离子的离子聚集电极，上述第三区域配置在上述第二区域与上述离子聚集电极之间。
CN201280066503.8A 2012-01-23 2012-12-21 质量分析装置 Active CN104040680B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-010604 2012-01-23
JP2012010604A JP5802566B2 (ja) 2012-01-23 2012-01-23 質量分析装置
PCT/JP2012/083193 WO2013111485A1 (ja) 2012-01-23 2012-12-21 質量分析装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104040680A true CN104040680A (zh) 2014-09-10
CN104040680B CN104040680B (zh) 2016-04-06

Family

ID=48873224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280066503.8A Active CN104040680B (zh) 2012-01-23 2012-12-21 质量分析装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9177775B2 (zh)
EP (1) EP2808888B1 (zh)
JP (1) JP5802566B2 (zh)
CN (1) CN104040680B (zh)
WO (1) WO2013111485A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109256321A (zh) * 2018-09-19 2019-01-22 清华大学 一种持续进样大气压接口二级真空离子阱质谱仪
CN113874980A (zh) * 2019-07-01 2021-12-31 株式会社岛津制作所 离子化装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013218930A1 (de) * 2013-09-20 2015-04-16 Lubrisense Gmbh Mehrfach-Ölemissionsmessgerät für Motoren
JP6194858B2 (ja) * 2014-06-27 2017-09-13 株式会社島津製作所 イオン化室
JP6295150B2 (ja) 2014-07-07 2018-03-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ 質量分析装置
US10103014B2 (en) * 2016-09-05 2018-10-16 Agilent Technologies, Inc. Ion transfer device for mass spectrometry
CN106970129A (zh) * 2017-05-05 2017-07-21 合肥师范学院 一种微量元素检测装置
JP6811682B2 (ja) * 2017-06-08 2021-01-13 株式会社日立ハイテク 質量分析装置およびノズル部材

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0968517A (ja) * 1995-08-31 1997-03-11 Shimadzu Corp 液体クロマトグラフ質量分析装置
WO1998014811A1 (en) * 1996-10-04 1998-04-09 The Whitaker Corporation Optical fiber connector
US5756994A (en) * 1995-12-14 1998-05-26 Micromass Limited Electrospray and atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometer and ion source
US5986259A (en) * 1996-04-23 1999-11-16 Hitachi, Ltd. Mass spectrometer
US6380538B1 (en) * 1997-08-06 2002-04-30 Masslab Limited Ion source for a mass analyser and method of cleaning an ion source
US6700119B1 (en) * 1999-02-11 2004-03-02 Thermo Finnigan Llc Ion source for mass analyzer

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3388102B2 (ja) * 1996-08-09 2003-03-17 日本電子株式会社 イオン源
JP4178110B2 (ja) * 2001-11-07 2008-11-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ 質量分析装置
ATE450050T1 (de) * 2003-02-14 2009-12-15 Mds Sciex Atmosphärendruck-diskriminator für geladene teilchen für massenspektrometrie
CA2590762C (en) * 2006-06-08 2013-10-22 Microsaic Systems Limited Microengineered vacuum interface for an ionization system
JP5412440B2 (ja) * 2007-11-30 2014-02-12 ウオーターズ・テクノロジーズ・コーポレイシヨン 質量分析を行うための装置および方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0968517A (ja) * 1995-08-31 1997-03-11 Shimadzu Corp 液体クロマトグラフ質量分析装置
US5756994A (en) * 1995-12-14 1998-05-26 Micromass Limited Electrospray and atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometer and ion source
US5986259A (en) * 1996-04-23 1999-11-16 Hitachi, Ltd. Mass spectrometer
WO1998014811A1 (en) * 1996-10-04 1998-04-09 The Whitaker Corporation Optical fiber connector
US6380538B1 (en) * 1997-08-06 2002-04-30 Masslab Limited Ion source for a mass analyser and method of cleaning an ion source
US6700119B1 (en) * 1999-02-11 2004-03-02 Thermo Finnigan Llc Ion source for mass analyzer

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109256321A (zh) * 2018-09-19 2019-01-22 清华大学 一种持续进样大气压接口二级真空离子阱质谱仪
CN113874980A (zh) * 2019-07-01 2021-12-31 株式会社岛津制作所 离子化装置
CN113874980B (zh) * 2019-07-01 2024-05-07 株式会社岛津制作所 离子化装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2808888A1 (en) 2014-12-03
EP2808888B1 (en) 2017-12-20
CN104040680B (zh) 2016-04-06
WO2013111485A1 (ja) 2013-08-01
EP2808888A4 (en) 2015-04-01
US9177775B2 (en) 2015-11-03
US20150001392A1 (en) 2015-01-01
JP5802566B2 (ja) 2015-10-28
JP2013149539A (ja) 2013-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104040680A (zh) 质量分析装置
CN207587694U (zh) 用于抑制不需要的离子的系统
CN102067273B (zh) 质量分析装置
CN105181781B (zh) 具有微分离子迁移率谱仪和质谱仪的离子分析装置及使用方法
US9589780B2 (en) Systems and methods of suppressing unwanted ions
JP6593548B2 (ja) 質量分析装置及びイオン検出装置
JP7368945B2 (ja) 誘導結合プラズマ質量分析（ｉｃｐ－ｍｓ）のためのタンデムのコリジョン／リアクションセル
EP3577677B1 (en) Fourier transform mass spectrometer
JP6458128B2 (ja) イオンガイド及びそれを用いた質量分析装置
JP2015507820A (ja) 衝突セル多重極
CN105916571B (zh) 用于差分迁移谱仪的射流注射器入口
GB2522801A (en) High yield atmospheric pressure ion source for ion spectrometers in vacuum
CN103645240B (zh) 使用二次离子质谱仪同时分析非金属元素和金属元素的系统和方法
JP5673848B2 (ja) 質量分析装置
JP2011113832A (ja) 質量分析装置
JP3620120B2 (ja) 溶液の質量分析に関する方法と装置
US12002672B2 (en) Apparatus and methods for reduced neutral contamination in a mass spectrometer
JP4389515B2 (ja) 質量分析装置
WO2021210165A1 (ja) イオン分析装置
JP2001060447A (ja) 質量分析装置
EP4453554A1 (en) Method and systems for analyzing ions using differential mobility spectrometry and an ion guide comprising additional auxiliary electrodes
JP2019046815A (ja) 多重極イオンガイド
CN116057665A (zh) Rf四极傅立叶变换质谱中的谐波识别
JP2003217504A (ja) 高周波誘導結合プラズマ質量分析装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant