CN105474352B - 混合离子源以及质量分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种高灵敏度并且能够在短时间内简单地切换的离子源，该离子源具有用于将试样喷雾的离子化探测器(1)、用于对试样进行加热气化的加热室(11)、以及用于使离子化探测器的出口端(喷雾的一侧的端部)(8)与加热室的入口端(离子化探测器侧的一端)(15)的距离变化的驱动部(31、33)。利用驱动部，以使用了离子化探测器的离子化区域(21)或者使用了加热室的离子化区域(22)位于质谱仪(24)的离子导入口(25)的附近的方式对离子化探测器、加热室的位置进行控制，从而单独地执行多个离子化法。

Description

混合离子源以及质量分析装置

技术领域

本发明涉及用于从试样生成离子的离子源装置以及使用该离子源装置的质谱仪。

背景技术

大气压离子化质谱仪将在大气压下生成的离子导入真空系统来对离子的质量进行分析。在被广泛地使用的大气压离子化法中存在电喷射离子化法(electrosprayionization：ESI)、大气压化学离子化法(atmospheric pressure chemical ionization：APCI)。

ESI是如下方式，在施加了高电压的试样喷雾管(毛细管)流动试样溶液并喷雾，从而生成带电液滴，并使该带电液滴反复蒸发与分裂，从而生成离子。在ESI中，也使用在试样喷雾管的同轴外周设置雾化气体管，由喷出的雾化气体喷雾为微小的带电液滴的方法。另外，特别地，在供液流速较快时，并用将加热的气体(加热气体)大量地喷雾而促进液滴的蒸发、气化的方式。ESI是能够应用于分子量较大的高分子量试样、极性较大的高极性试样等的离子化法。

APCI是通过电晕放电使对试样溶液进行加热气化而获得的试样分子进行离子化的方式。在该方式的情况下，在通过电晕放电而生成的一次离子和试样分子之间产生电荷的移动，从而使试样分子离子化。APCI与ESI相比也能够应用于分子量较小的低分子量试样、极性较小的低极性试样。

因此，需要因分析对象的试样不同而区分使用离子化法。根据上述的理由，若能够通过一个离子源实现离子化原理不同的多个离子化方式(例如ESI与APCI)，则能够扩大成为测定对象的物质的范围。

在专利文献1记载有通过手动地更换ESI用的探测器与APCI用的探测器而实施ESI与APCI的两个离子化方式的切换的方法。

在专利文献2以及专利文献3提出有用于不更换探测器等，而通过相同结构的离子源执行ESI与APCI的方式。将ESI的静电喷雾部与APCI的针电极配置于相同的空间内，从而能够同时地执行基于ESI的离子化与基于APCI的离子化。

在专利文献4记载有设置相对于离子化的探测器(探针)能够沿轴向移动的雾化室，使雾化室在ESI与APCI移动，从而切换离子化法的结构。以成为在ESI中探针的前端比雾化室更向前方突出地配置、在APCI中探针的前端位于雾化室的内部的配置的方式通过移动机构使探针与雾化室移动。通过该方法，能够在短时间内简单地切换离子化法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第6759650号说明书

专利文献2：日本专利第4553011号说明书

专利文献3：美国专利第7488953号说明书

专利文献4：日本特开平8-236064号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1中，为了切换离子化法，而手动地切换ESI用的离子化探测器和APCI用的离子化探测器，因此花费时间，从而产生繁琐的作业。另外，需要加热器的接通/断开的作业，因此为了通过提高、降低温度而使温度稳定需要数10分钟左右的时间。

在专利文献2、专利文献3的例子中，为了也同时地实施ESI与APCI的任一个的离子化，原理上也能够对在任一个生成的离子进行观测。但是，由于同时离子化，因此产生灵敏度降低的问题。

在专利文献4中，在切换离子化法时，需要将雾化室的加热器接通/断开，因此存在产生等待时间的问题。即，在ESI中，断开加热器，在APCI中，接通加热器，因此能够预料到直至加热器的温度稳定为恒定至少需要数分钟至数10分钟，因此高处理能力(throughput)分析较困难。

此处，在专利文献4中，考虑即便在任意的离子化法中也将雾化室的加热器始终关闭或者始终打开的例子。在该情况下，由于不存在直至温度变得稳定的等待时间，所以能够高速地切换离子化法。但是，能够预料到以下的课题。在始终关闭加热器的情况下，能够预料到在ESI时不存在问题地动作，但若在APCI时，关闭加热器，则几乎不存在雾化室内的气化效果，因此能够预料到灵敏度大幅度地降低。接下来，在始终接通加热器的情况下，在ESI时，对雾化室进行加热，因此液体试样突沸(沸腾)而无法良好地进行静电喷雾(electrospray)，从而灵敏度降低或者离子化成为不稳定，进而产生离子强度变动的问题。

如以上那样，在现有技术中，存在灵敏度降低或者在离子化切换方面花费时间的问题。

本发明提供一种能够在短时间内简单地切换多个离子化方式，并且高灵敏度的混合离子源以及使用该离子源的质量分析装置。

解决课题所用的方法

本发明的离子源具有用于将试样喷雾的离子化探测器、在内部具备试样流路并用于对通过试样流路的试样进行加热气化的加热室以及用于使离子化探测器的出口端与加热室的入口端之间的距离变化的驱动部，通过驱动部使离子化探测器与加热室之间的距离变化，来单独地实施多个离子化法。

多个离子化法例如为ESI和APCI或者ESI和APPI。

驱动部可以直线地驱动离子化探测器和加热室的至少一方，也可以以固定点为中心旋转移动离子化探测器和加热室的至少一方。

另外，本发明的质量分析装置具有对试样进行离子化的离子源、具有导入被离子源离子化的试样离子的离子导入口并对从离子导入口导入的离子进行质量分析的质谱仪以及控制部，离子源具备用于将试样喷雾的离子化探测器、在内部具备试样流路并用于对通过试样流路的试样进行加热气化的加热室以及用于使离子化探测器的出口端与加热室的入口端之间的距离变化的驱动部，通过控制部对驱动部进行控制，使离子化探测器以及/或者加热室相对于质谱仪的离子导入口的位置关系变化，从而单独地实施多个离子化法。

控制部以使用了离子化探测器的离子化法的试样离子化区域或者使用了离子化探测器与加热室的离子化法的试样离子化区域位于质谱仪的离子导入口的附近的方式对驱动部进行控制。

若列举具体的一个例子，则多个离子化法为ESI和APCI或者ESI和APPI，控制部在ESI模式中，以成为在离子化探测器的出口端与质谱仪的离子导入口之间不存在加热室的配置的方式对驱动部进行控制，在APCI模式或者APPI模式中，以成为在离子化探测器的出口端与质谱仪的离子导入口之间存在加热室的配置的方式对驱动部进行控制。

本发明的效果如下。

根据本发明，能够在切换离子化方法时，不需要等待加热器的温度稳定，而始终将温度保持为恒定，因此能够在短时间内高速地切换离子化法。另外，各离子化法能够在各自的最佳条件下实施，因此能够进行高灵敏度的分析。

上述的以外的课题、结构以及效果通过以下的实施例的说明变得清楚。

附图说明

图1是表示第一实施例的离子源的结构例(ESI模式)的剖面示意图。

图2是表示第一实施例的离子源的结构例(APCI模式)的剖面示意图。

图3是表示分析以及离子化法的切换的例子的时间图。

图4是表示分析以及离子化法的切换的例子的时间图。

图5是表示加热室的构造的例子的剖面示意图。

图6是表示加热室的构造的例子的剖面示意图。

图7是表示加热室的构造的例子的剖面示意图。

图8是表示加热室的构造的例子的剖面示意图。

图9是表示加热室的构造的例子的剖面示意图。

图10是表示加热室的构造的例子的剖面示意图。

图11是表示加热室的构造的例子的剖面示意图。

图12是表示加热室的构造的例子的剖面示意图。

图13是表示加热室的构造的例子的剖面示意图。

图14是表示加热室的构造的例子的剖面示意图。

图15是表示系统结构例的框图。

图16是表示第二实施例的离子源的结构例(ESI模式)的剖面示意图。

图17是表示第二实施例的离子源的结构例(APCI模式)的剖面示意图。

图18是表示第三实施例的离子源的结构例(ESI模式)的剖面示意图。

图19是表示第三实施例的离子源的结构例(APCI模式)的剖面示意图。

图20是表示第四实施例的离子源的结构例(ESI模式)的剖面示意图。

图21是表示第五实施例的离子源的结构例(APPI模式)的剖面示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

本发明切换ESI与APCI等两种离子化法，通过相对移动使离子化探测器与加热室结合、分离，由此高速地切换两者。此外，附图表示依据本发明的原理的具体的实施例，但这些是用于本发明的理解，不用于限定地解释本发明。

[第一实施例]

图1以及图2是表示本发明的第一实施例的质量分析装置以及离子源的结构例的剖面示意图。图中示出了喷雾试样的离子化探测器1、对试样进行加热的加热室11、以及质谱仪24。在本实施例中，存在ESI模式(图1)与APCI模式(图2)两个模式，针对每个模式，离子源的结构不同，因此为了切换离子化法，而进行模式切换。模式切换通过离子化探测器1与加热室11两个部分的相对移动而实施，并能够进行基于计算机控制的自动切换。

对离子化探测器1的构造进行说明。离子化探测器1为三个圆筒管同轴地重叠的构造。三个圆筒管由输送试样5的试样喷雾管2、供雾化气体6流经的雾化气体管3、以及供加热气体7流经的加热气体管4构成，在各个管的内侧流经有试样或者气体。试样5是被有机溶剂(甲醇、乙腈等)、水等溶剂或由它们的混合溶剂稀释的液体试样。液体试样被泵输送，大致在数nL/min～数mL/min左右的范围内被输送。试样喷雾管2是例如由金属构成的毛细管，其内径为数μm～数百μm左右。另外，也能够不使用金属毛细管而使用玻璃的毛细管。雾化气体6具有将试样溶液喷雾而喷洒成雾状的效果，试样5通过雾化气体而从离子化探测器1的出口端8被喷雾。另外，加热气体7促进试样溶液的气化、促进离子的生成，从而有助于灵敏度提高。任意的气体均以0～数10L/min左右的范围的流量被设定。离子化探测器1通过支撑部34与驱动部33连接，利用驱动部33而能够移动。作为支撑部34、驱动部33的例子，能够使用向一方向可动的驱动工作台。如图1以及图2那样，离子化探测器1在ESI模式与APCI模式中，沿离子化探测器1的长轴方向(图的上下方向)移动。试样喷雾管2与高电压电源9连接，被施加高电压。

加热室11具有对APCI的试样进行加热、促进气化的作用。加热室11的外形呈圆筒形状，其内部以能够供被喷雾的试样通过的方式开孔并成为空洞。加热室11使用金属或者陶瓷等热传导良好的材料，另外，在加热室的内部安装有加热器，从而能够控制为任意的温度(例如数百℃)。加热室11通过支撑部32与驱动部31连接，利用驱动部31而能够移动。加热室11也与离子化探测器1相同地沿离子化探测器1的长轴方向(图的上下方向)移动。另外，在加热室11安装有被支撑部13支撑的放电电极12，放电电极12也与加热室11连动地一同移动。由此，能够利用一个驱动部使加热室11与放电电极12同时地移动。放电电极12与高电压电源10连接，从而施加高电压，进而能够与质谱仪的导入口25的电极放电而离子化。外形除了圆筒形状以外，也能够呈任意的形状。例如，也可以呈四棱柱状。

生成的试样离子从导入口25进入质谱仪24，进行质量分析，从而能够获得m/z(质量电荷比)与离子量的质量光谱。

对ESI模式与APCI模式的结构与特征以及离子化法的切换方法进行说明。离子化法的切换通过由驱动部31、33使离子化探测器1与加热室11移动而变更结构来进行。驱动部31、33能够通过支撑部32、34使离子化探测器1、加热室11移动。在驱动部以及支撑部例如使用向一轴方向可动的工作台。工作台移动可以手动地进行，也可以在基于计算机的自动控制下进行。

从APCI模式向ESI模式是通过加热室11向比质谱仪24的导入口25更靠下方移动，并且离子化探测器1也以其出口端8到达导入口25附近的方式向下方移动来切换的。在ESI模式中，试样5使用加热气体7而被加热、气化，因此，如图1所示，能够将离子化探测器1的出口端8配置于质谱仪24的导入口25的附近。由此，能够将从离子化探测器的出口端8被喷雾的试样离子高效地导入质谱仪24。

另外，在ESI模式中，以试样或者试样离子不通过加热室11的方式使加热室11移动并配置于接近离子化探测器1的出口端8地存在的ESI离子化区域21以外的不阻碍下方的ESI的离子化的位置。若引起试样溶液的突沸(沸腾)，则电喷洒变得不稳定，从而产生灵敏度降低、信号强度变得不稳定的问题。通过使加热室11远离离子化探测器1，即便加热室11为高温，也不会使对离子化探测器1的试样导入管2进行加热而从出口端8流出的液体试样突沸，从而能够进行试样溶液稳定的静电喷雾。试样喷雾管2被高电压电源9施加高电压，从而使从离子化探测器1的出口端8的试样喷雾管2被静电喷雾(喷洒)向ESI离子化区域21的试样被离子化。

在APCI模式中，为了促进试样气化，而将加热室11加热为高温来使用，因此即便在ESI模式中，也优选预先对加热室11进行加热并保持高温的状态。其该理是因为每当切换离子化模式时，若改变温度设定，则温度稳定至恒定花费时间。换句话说，每当切换离子化模式时，产生数分钟左右的温度稳定等待时间，其结果，使测定中止，因此测定的处理能力降低。

另外，能够使用作为高温的加热室11在ESI时加热ESI的离子化区域21。通过从加热室11流出的辐射热，在加热室11的周边生成温度比常温高的加热区域。特别地通过离子化探测器侧的加热区域27，能够进行被喷雾的试样的高效的气化，从而能够期待离子化区域21的离子化的促进。离子化区域21的温度调整能够通过改变加热室11的位置、即接近或远离离子化区域21而调整。

如上，对与离子化模式无关地使加热室11的温度为恒定(不使其变化)的方法进行了说明。作为其他的方法，在ESI模式中，也可以在温度变化中使加热室的温度降低至几乎不花费时间的程度。例如列举一个例子，在APCI模式中，加热室的温度为600℃，但在ESI模式中，下降至400℃的方法。作为其结果，能够抑制加热室加热器的电力消耗，另外，在ESI模式时，能够不向试样、周边传递额外的热。

接下来，对APCI模式的结构及其特征进行说明。从ESI模式开始，离子化探测器1向图的上方移动，并且加热室11也向图的上方移动，从而切换成APCI模式。在APCI模式中，如图2所示，向离子化探测器1与导入口25之间插入加热室11，从而离子化探测器1的出口端8与加热室11的入口端15配置为接近或者接触。另外，加热室的出口端35或者放电电极12配置得处于质谱仪24的导入口25附近。

液体试样从离子化探测器1的出口端8被喷雾，从加热室的入口端15通过试样流路17，并从加热室的出口端35进入APCI离子化区域22。加热室11被安装于加热室的陶瓷加热器等维持为数百℃的高温，因此在处于高温状态的加热区域23以及试样流路17被加热、气化。被气化而气体化的试样在APCI离子化区域22利用由放电电极12与质谱仪导入口24的电极之间的电晕放电生成的离子而离子化。被离子化的试样离子与ESI相同地从导入口25进入质谱仪24，并被质量分析。

在APCI时，优选不从高电压电源9向试样喷雾管2施加高电压。那是因为若施加，则阻碍APCI离子化，从而存在离子量降低的情况。即使不施加电压，试样也被雾化气体6喷雾。

在APCI模式时，加热室11最接近离子化探测器1。作为一个优选的结构，图2表示离子化探测器1与加热室不接触而在空间上分离的结构。在该情况下，能够防止高温的加热室11的热传递至离子化探测器。这样地进行隔离而形成隔热构造，从而具有容易对离子化探测器与加热室的各自的温度进行管理、控制的优点。

作为又一其他的优选的结构，存在通过在之间夹持热传导较低的物质而使离子化探测器1与加热室11物理地接触、结合的结构。通过结合，能够使离子化探测器1与加热室11的位置关系再现性良好地一致。

若是能够将离子化探测器1(特别是加热气体管4)加热为高温的构造，则能够使离子化探测器1与加热室11直接接触。即，在离子化探测器1中，若是加热气体管4的热不向试样喷雾管2传递而不使试样溶液突沸的构造、即即便加热气体管4为高温也能够将试样喷雾管2保持为50℃以下左右的构造，则能够直接接触。

在本实施例的离子源的方式中存在以下的特征以及优点。

第一，将离子化探测器与加热室分别形成可动式，因此在ESI与APCI的各自的离子化模式中，能够以最佳结构进行离子化，从而能够实现高灵敏度测定。

第二，能够将离子化探测器与加热室分离，因此能够将加热室的温度始终维持为高温。其结果，不需要温度切换，因此不需要在温度切换方面花费时间，从而能够进行离子化模式的高速切换(10秒以下)，进而能够进行高处理能力的分析。在ESI模式中，使高温的加热室11远离离子化探测器1，从而能够防止离子化探测器的试样喷雾管2成为高温，进而能够防止试样溶液的沸腾(或者突沸)，因此即便在ESI模式中，也能够进行稳定的测定。

第三，能够与离子化探测器的尺寸无关地缩小加热室11的试样流路17的内径，因此在APCI时，能够实现较高的气化效率。该加热室与专利文献4不同，由于向远离离子化探测器的方向移动，所以能够任意地设定为加热室的流路的内径比离子化探测器的外径更小，更具体而言比离子化探测器的加热气体管的外径更小等(在专利文献4中不可能)。加热室的内径越小越能够期待提高试样的气化效率。原因是若内径缩小，则加热室的热容易向通过较窄的流路的试样溶液传递，从而容易气化。

使用图3以及图4对分析以及离子化法的切换的顺序的例子进行说明。横轴表示时间，且示出了离子化法的切换与两个离子化模式的分析的时间顺序。切换是指两个离子化法的切换，在图示的例子中，是从ESI模式变更成APCI模式或者从APCI模式变更成ESI模式的工序。分析是指对喷射一次的试样进行LC分离由此进行质量分析的时间，或者一次流动喷射分析(FIA)。对于分析的时间而言，若使用LC分离，则为数分钟至一小时左右，若为FIA，则为数分钟左右。离子化模式的切换若存在驱动部的离子化探测器与加热室的移动所需的数秒至数10秒左右就能够进行。

如图3所示，离子化模式存在ESI模式与APCI模式，在切换离子化模式时，产生切换时间。在切换时，进行加热室11的移动，并且，变更试样的送液速度、雾化气体流量、加热气体流量、高电压等，从而在对于各离子化模式而言成为最佳的分析条件下进行分析。这些电压、气体流量若有大致10秒左右就能够充分变更。

如图4那样，若连续地进行相同的离子化模式中的分析，例如APCI模式中的分析，则不需要切换离子化模式，从而不产生切换时间。

加热室11的入口端15若如图1所示的漏斗部14那样成为漏斗形状，则在APCI模式时，加热气体7、雾化气体6、被喷雾的试样5能够集中通过加热室11的试样流路17(圆筒内部)。由此，利用加热气体7的加热与基于加热室11的加热，对试样流路17进行加热，从而能够期待试样的较高的气化效率的实现。

质谱仪能够使用三维离子阱、线性离子阱等离子阱质谱仪(ion trap massspectrometer)、四级杆过滤器质谱仪(Quadrupole mass spectrometer：Q Filter)、三重四级杆质谱仪(Triple quadrupole mass spectrometer)、飞行时间型质谱仪(Time offlight mass spectrometer：TOF/MS)、傅里叶变换离子回旋共鸣质谱仪(Fouriertransform ion cyclotron resonance mass spectrometer：FTICR)，轨道阱质谱仪(Orbitrap mass spectrometer)、磁场型质谱仪(Magnetic sector mass spectrometer)等。另外，也可以使用上述所示的质谱仪以外的已知的质谱仪。

以上，根据本实施例，通过离子化探测器1与加热室11移动，切换离子化模式。在APCI模式中，使离子化探测器与加热室接近或者接触(结合)，另一方面，在ESI模式中，使离子化探测器与加热室分离。通过该方法，在各离子化法中成为最佳的结构，因此能够进行高效率的离子化，从而实现高灵敏度的分析。另外，能够将加热室的温度预先保持为高温，因此不需要温度切换的时间，从而能够进行离子化法的高速切换。

接下来，对第一实施例的第二例进行说明。本实施例中，加热室的形状不呈漏斗形状，而呈由一个内径的圆筒或者两个以上的不同的内径构成的圆筒的例子。除此以外，与第一实施例的第一例相同。

图5是表示加热室11的试样流路17由一种内径36的圆筒构成的结构的实施例的剖面示意图。图示出了APCI模式的配置。在本例的结构中，加热室的试样流路17的内径36的较小的狭窄的部分较长，因此在试样流路17中加热室的热容易传递至试样，从而能够期待气化效率的提高。另外，也具有加热室的构造较简单的优点。加热室11的内径36成为与雾化气体管3的内径相同程度，从而能够通过加热室11使被雾化气体6喷雾的试样在试样流路17中加热、气化。在该结构中，加热气体在APCI模式中不使用，而仅在ESI模式中使用。

图6是表示加热室11的试样流路17将内径36不同的两个圆筒连接的结构的实施例的剖面示意图。图示出了APCI模式的配置。加热室的入口端15的内径较大且与加热气体管4为相同程度，另一方面，出口端35的内径缩小。在本例的结构中，能够使加热气体7与被雾化气体6喷雾的试样一同流向加热室11的试样流路17，因此能够期待加热室11的气化效率的提高。

对第一实施例的第三例进行说明。本实施例的特征在于，在APCI时，进一步缩小加热室11内部的出口端35的内径以使试样的气化效率进一步提高。除此以外，与第一实施例的第一例相同。

图7是表示第三例的APCI模式的剖面示意图。加热室11的试样流路17的出口端35成为进一步较窄的流路26且为孔径缩小的构造。通过缩窄流路26，从而在被喷雾的试样溶液通过该流路26时，加热室的热容易传递至通过的试样，因此试样的加热效率提高，从而能够促进气化。由此，能够提高灵敏度。流路26的孔的直径在定型方面为0.1mm～数mm左右。

图8表示其他的加热室的构造的例子。流路26的部分成为打开有多个(在图中为6个)孔的圆筒构造。试样通过该6个孔，向APCI离子化区域22一方进入。孔的个数为一个以上且可以是任意的个数。通过缩小孔的内径，圆筒内的试样与加热室接近因而能够期待气化效率的提高，另外设置多个孔，从而能够确保试样的透过量。

图9表示其他的加热室的构造的例子。在至此的例子中，加热室11的试样流路17呈圆筒形状，但如图所示也可以呈四棱柱形状或者其他的多棱柱形状。试样流路17的构造不限定于圆柱、圆筒形状。

图10表示其他的加热室的构造的例子。在图8中仅试样流路的出口端呈多个圆筒形状，但如图10所示，加热室整体也可以呈多个圆柱形状。另外，如图11所示，也能够为不存在漏斗部的构造。

对第一实施例的第四例进行说明。在本实施例中，对在ESI时使用加热室11使加热气体16流向ESI离子化区域21的方法进行说明。除此以外的结构、方法与第一例相同。

图12是表示ESI模式的结构例的剖面示意图。在ESI模式时，在加热室11安装有气体流量控制部18，通过气体配管19向气体流路20导入气体。气体预先被加热，或在通过加热室11的流路的过程中被加热。被加热的加热气体16从加热室11的上端的漏斗部14流向ESI离子化区域21的方向。气体使用氮气或者空气。该加热气体16对加热区域27进行加热，从而也对ESI离子化区域21周边进行加热，促进电喷射的试样的气化、脱溶剂，从而有助于灵敏度提高。气体流路20最好是尽量细的内径的圆筒形状。这是因为加热室11的热容易传递至气体，气体更高效地成为高温。并且，在APCI模式时，试样从漏斗部14朝向出口端35进入，因此存在一部分混入气体流路20的可能性，因此优选气体流路20预先形成尽量小的孔。另外，在APCI模式时，若通过气体流量控制部18预先使微量的气体流动，则也能够防止被喷雾的试样、溶剂的一部分从气体流路20混入气体流量控制部18。另外，作为其他的方法，在APCI模式时，通过金属、陶瓷等物理地堵塞气体流路20的方法也有效。

另外，如图那样，优选气体流路20向ESI离子化区域21的方向倾斜地打开。于是，能够将加热气体16向ESI离子化区域21的方向(上方)高效地导入。

图13是表示加热室11的其他的结构的剖面示意图。在该结构中，在加热室11的试样流路17的出口端设置盖27。通过加上盖27，在ESI模式时，从气体流量控制部18被导入的气体即使与试样流路17合流，也能够向漏斗部14弯曲而向ESI离子化区域21流动，因此能够通过加热气体16实现效率良好的脱溶剂。另一方面，在APCI时，卸下盖27，从漏斗部14进入的试样通过试样流路17，能够向下方的放电电极12通过而并进行离子化。盖27在切换离子化模式时，只要自动地开闭即可。盖27的开闭能够使用驱动工作台等现有的技术。并且，在APCI模式时，若通过气体流量控制部18预先使微量的气体流动，则能够防止被喷雾的试样、溶剂的一部分从气体流路20混入气体流量控制部18。

图14表示加热室11的其他的结构。在ESI模式时，从气体流量控制部18被导入的气体通过气体流路37，从位于漏斗部14的出口流出，作为加热气体16流向ESI离子化区域21。在APCI模式时，气体在作为与供试样通过的试样流路17不同的流路的气体流路37流经。另一方面，在APCI模式时，若通过气体流量控制部18预先使微量的气体流动，则能够防止被喷雾的试样、溶剂的一部分从气体流路37混入气体流量控制部18。

图15是表示第一实施例的系统结构例的框图。驱动离子化探测器1和加热室11的驱动部31和33被PC等控制部45控制。在控制部45存储于用户预先指定的指示(移动的时间(时机)、移动距离等)，通过由来自控制部45的指示使驱动部31、33驱动，离子化探测器1与加热室11移动。另外，质谱仪也能够被控制部45控制。如上，通过控制部45对离子源与质谱仪进行控制。

[第二实施例]

第二实施例为加热室的移动方向不同的实施例。在本实施例中，不是使加热室的移动方向为相同直线状的移动，而是形成以固定点为中心的旋转移动。离子化探测器的移动方法与第一实施例相同。

图16以及图17是对本实施例进行说明的剖面示意图。图16表示ESI模式，图17表示APCI模式。离子化探测器1的结构、移动方法与第一实施例相同，因此省略详细的说明，以下对加热室11的动作进行说明。

加热室11通过支撑部42而与驱动部31连接，并以固定点41为中心进行旋转运动。在ESI模式中，加热室11配置于从离子化探测器1分离，并与质谱仪24正对的位置(图16)。另外，同时离子化探测器1以试样喷雾管2的出口端8接近质谱仪24的导入口25的方式向下方移动。离子化探测器1的移动与实施例1相同地使用驱动部33而进行。即使在ESI模式中，加热室11也被加热器加热，因此加热室11的周边被加热，在质谱仪24侧，将加热区域27加热。由此，在离子化区域21中，能够促进被喷雾的试样的脱溶剂、气化，即使在ESI模式中，也能够期待离子化效率的提高。

另一方面，在APCI模式中，加热室11以固定点41为轴利用驱动部31旋转90度，如图17那样以接近或者接触离子化探测器1的方式移动。此时，离子化探测器1向上方移动。在APCI模式时设定为，利用支撑部42、驱动部31，加热室11的APCI离子化区域22位于质谱仪24的导入口25的前方。

在本实施例中，在ESI模式时，加热室11不位于试样喷雾管2的延长线上。因此，被喷雾的试样难以附着于加热室11，因此具有加热室11不受喷雾试样污染的优点。因此，能够防止离子源的污染(contamination)、污染物质的检测(carry-over)，因此能够期待更高精度的测定。

[第三实施例]

对第三实施例进行说明。在本实施例中，缩短加热室的全长(图的上下方向的长度)以在切换模式时不需要使离子化探测器1移动，从而能够在仅加热室11的移动中切换离子化法。

图18以及图19表示ESI模式与APCI模式的配置。图18表示ESI模式的配置，图19表示APCI模式的配置。本实施例仅加热室11的形状与以往的实施例不同。此外，在图示的例子中，加热室11与第一实施例相同地使用驱动部33向图的上下方向移动，但也可以与第二实施例相同地进行以固定点为中心的旋转移动。在切换离子化法时，以往也使离子化探测器1移动，但在本实施例中，不需要使离子化探测器1移动。

如图18所示，在ESI模式时，以ESI离子化区域21位于质谱仪24的导入口25的前方的方式固定离子化探测器1的位置。如图19所示，在向APCI模式切换时，使加热室11向离子化探测器1的下方移动，从而能够将APCI离子化区域22置于质谱仪24的导入口25的前方。加热室11的全长(图的上下方向的长度)较短的构造能够进行上述的配置。

本实施例的特征为加热室11在上下方向上较短的构造，因此也可以不使离子化探测器1移动来将其固定。其结果，在离子化切换时，只要仅使加热室11移动即可，因此具有驱动部也可以为一个的优点。

作为第二个特征，为加热室11在上下方向上较短的构造，因此使配管曲折，由此确保加热区域的距离。加热室11在以往的实施例的直线的圆筒管构造中，无法确保加热区域的距离，因此需要能够确保被加热的距离、时间的构造。作为其一个例子，使加热室11的试样流路曲折，来确保试样气体被加热的时间、距离。

[第四实施例]

对第四实施例进行说明。在本实施例中，加热室的移动方法不同。在从APCI模式向ESI模式切换时，加热室的移动方法与以往不同，在本实施例中，将加热室一分为二，两个部分分别向相反方向移动。

图20是表示ESI模式时的结构例的剖面示意图。图20与以往的图不同，是在正面观察质谱仪24的导入口25的图。加热室如图那样划分成两个部分11a、11b，在与质谱仪24的导入口25的离子导入的轴垂直的面内以分别分离的方式移动。这样在ESI模式中，使加热室远离离子化探测器1，从而能够防止离子化探测器1的加热。加热室的两个部分11a、11b分别经由支撑部47、49而连接于驱动部46、48，并利用驱动部46、48而移动。此外，关于离子化方法等，与实施例1相同。为了将由两个部分11a、11b构成的加热室的温度维持为高温，优选在被分离的加热室的两个部分11a、11b的每一个安装用于加热的加热器。

即使在本实施例中，在ESI模式时，也能够通过加热室的两个部件11a、11b对ESI离子化区域21附近进行加热。也能够使用实施例1所记载的利用加热室的辐射热的加热方法、使用了加热气体的方法的任一个。由此，能够促进离子的气化，从而能够期待灵敏度提高。

在APCI模式时，被分离的两个加热室的部分11a、11b结合为一个而构成加热室。APCI模式的结构与图2相同。

[第五实施例]

离子化法也可以代替APCI而使用APPI(atmospheric pressure photoionization大气压光学离子化法)。APPI能够配置真空紫外灯来代替放电电极而实现。此外，若是将气体形成离子的离子化法，则能够代替APCI而使用。

图21是表示使用了APPI的实施例的剖面示意图。与图2的APCI模式的结构的不同在于不存在在APCI中使用的放电电极12及其支撑部13、高电压电源10之外，而使具备紫外灯43以及灯用电源44。紫外灯43安装于加热室11，与加热室11一同移动。紫外灯43向加热室的试样流路17照射光，而实施离子化。使用电源44来进行灯的接通/断开。使用图15所示的控制部45对电源44进行控制，从而也能够自动地控制紫外灯43的接通/断开。此外，离子化探测器1、加热室11的移动方法与实施例1相同。

另外，若为需要试样的加热、气化的离子化法，则能够代替APCI、APPI而使用。

另一方面，ESI模式若也为与ESI类似的离子化法，则能够使用。例如，能够使用SSI(sonic spray ionization超声喷雾离子化法)。

此外，本发明不限定于上述的实施例，包含各种变形例。例如，上述的实施例为了明确本发明而详细地进行说明，并不一定限定于具备说明的全部的结构。另外，能够将某实施例的结构的一部分置换成其他的实施例的结构，另外，也能够对某实施例的结构添加其他的实施例的结构。另外，能够针对各实施例的结构的一部分追加、删除、置换其他的结构。

符号说明

1—离子化探测器，2—试样喷雾管，3—雾化气体管，4—加热气体管，5—试样，6—雾化气体，7—加热气体，8—离子化探测器的出口端，9—高电压电源，10—高电压电源，11—加热室，12—放电电极，13—支撑部，14—漏斗部，15—加热室的入口端，16—加热气体，17—试样流路，18—气体流路控制部，19—气体配管，20—气体流路，21—ESI离子化区域，22—APCI离子化区域，23—加热区域，24—质谱仪，25—导入口，26—流路，27—加热区域，31—驱动部，32—支撑部，33—驱动部，34—支撑部，35—加热室的出口端，36—内径，37—气体流路，41—固定点，42—支撑部，43—紫外灯，44—灯用电源，45—控制部，46—驱动部，47—支撑部，48—驱动部，49—支撑部。

Claims (12)

1.一种离子源，其特征在于，具有：

用于将试样喷雾的离子化探测器；

在内部具备试样流路并用于对通过上述试样流路的试样进行加热气化的加热室；以及

用于使上述离子化探测器的出口端与上述加热室的入口端之间的距离变化的驱动部，

上述加热室的上述试样流路的内径比上述离子化探测器的加热气体管的外径小，

通过上述驱动部使上述离子化探测器与上述加热室之间的距离变化，从而单独地实施多个离子化法。

2.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，

多个离子化法为ESI和APCI或者ESI和APPI。

3.根据权利要求2所述的离子源，其特征在于，

在上述ESI模式中，通过上述加热室的热对形成于上述离子化探测器的出口端附近的ESI离子化区域进行加热。

4.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，

上述加热室的入口端的形状为漏斗形状。

5.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，

上述加热室的上述试样流路为一个圆筒或者多个圆筒。

6.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，

上述加热室的试样流路将内径不同的多个流路连接而成。

7.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，

上述离子化探测器和上述加热室的至少一方被驱动部直线驱动。

8.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，

上述加热室以固定点为中心进行旋转移动。

9.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，

从上述加热室向形成于上述离子化探测器的出口端附近的离子化区域送出加热气体。

10.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，

上述加热室的全长较短且上述试样流路曲折，

上述离子化探测器固定且上述加热室可动。

11.一种质量分析装置，其特征在于，具有：

对试样进行离子化的离子源；

具有导入被上述离子源离子化的试样离子的离子导入口，并对从上述离子导入口导入的离子进行质量分析的质谱仪；以及

控制部，

上述离子源具备用于将试样喷雾的离子化探测器、在内部具备试样流路并用于对通过上述试样流路的试样进行加热气化的加热室、以及用于使上述离子化探测器的出口端与上述加热室的入口端之间的距离变化的驱动部，

通过上述控制部对上述驱动部进行控制，使上述离子化探测器以及/或者上述加热室相对于上述质谱仪的上述离子导入口的位置关系变化，由此单独地实施多个离子化法，

上述控制部以如下方式对上述驱动部进行控制，使用了上述离子化探测器的离子化法的试样离子化区域或者使用了上述离子化探测器和上述加热室的离子化法的试样离子化区域位于上述质谱仪的上述离子导入口的附近，

上述驱动部控制上述离子化探测器以及/或者上述加热室，使上述离子化探测器的出口端和上述加热室的入口端位于上述离子导入口附近，或者使上述离子化探测器的出口位于上述加热室的入口端，上述加热室的出口端位于上述离子导入口附近。

12.根据权利要求11所述的质量分析装置，其特征在于，

上述多个离子化法为ESI和APCI或者ESI和APPI，

就上述控制部而言，在ESI模式中对上述驱动部进行控制，以配置为在上述离子化探测器的出口端与上述质谱仪的上述离子导入口之间不存在上述加热室，在APCI模式或者APPI模式中对上述驱动部进行控制，以配置为在上述离子化探测器的出口端与上述质谱仪的上述离子导入口之间存在上述加热室。