CN108027347B - 离子分析装置 - Google Patents

Abstract

为了降低因添加剂导致的装置污染，并高速地切换添加剂的喷雾和停止，本发明的离子分析装置具有：离子源，其将测定对象物质进行离子化；喷雾部，其将含有与测定对象物质反应的添加剂的液体进行微粒化，并朝向测定对象物质进行喷雾；分离分析部，其对由测定对象物质与添加剂反应而生成的离子进行分离分析；检测器，其对在分离分析部中分离分析出的离子进行检测；以及，控制部，其在不需要添加剂的时间内使供给至喷雾部的添加剂的流量降低。

Description

离子分析装置

技术领域

本发明涉及离子分析装置。

背景技术

质谱分析仪、微分离子迁移率分析仪是使测定对象物质发生离子化并进行分析的装置。在质谱分析仪中，将测定对象物质离子导入至真空中，根据质荷比m/z进行分离并检测。在质谱分析仪中使用的添加剂有衍生物化试剂等。衍生物化试剂具有使易于离子化的官能团键合于测定对象物质来提高离子化效率的作用。在微分离子迁移率分析仪中，使离子与气体碰撞，并根据离子的碰撞截面积来分离离子。在微分离子迁移率分析仪中，添加剂使用丙酮、乙腈等有机溶剂。经气化的有机溶剂与测定对象物质离子形成簇(cluster)，离子的碰撞截面积发生变化，夹杂物离子与测定对象物质离子的碰撞截面积的差异增大，分离性能提高。

要进行离子化的样品的形态有气体、液体、固体，液体样品的离子化使用通过喷雾器将液体进行微粒化并喷雾的方法。在电喷雾离子化法中，将液体样品通入细管中，并对细管的出口施加高电压。通过对细管施加的高电压而使液体样品带电，面向细管出口的液体样品基于电斥力而微粒化为雾状。在电喷雾离子化法中，与液体样品同轴地流通雾化气体。利用雾化气体，液体样品稳定地进行喷雾。经喷雾的带电液滴的溶剂挥发，液滴内的测定对象物质发生离子化。液体样品的离子化还使用大气压化学离子化法。在大气压化学离子化法中，将液体样品进行喷雾后，利用放电将空气中的分子进行离子化，利用离子分子反应使电荷转移至测定对象物质，从而进行离子化。

作为与本发明相关的技术，介绍添加剂的混合方法、在质谱分析仪中使用的液体微粒化技术。

专利文献1记载了向由质谱分析仪和微分型迁移率分析仪构成的分析装置入口处流通的气帘气中混合使测定对象物质离子的性质发生变化的物质的方法。作为使测定对象物质离子的性质发生变化的物质，可举出使测定对象物质离子的碰撞截面积发生变化的修饰剂、质量轴的校准所必需的作为质荷比m/z的参照的质量校准剂、将测定对象物质的一部分用同位素取代的交换试剂。测定对象物质离子在穿过包含修饰剂、质量校准剂、交换试剂的气帘气时与试剂发生反应，使测定对象物质离子的性质发生变化。

专利文献2记载了将质子移动反应(Proton Transfer Reaction、PTR)及电子移动解离(Electron Transfer Dissociation、ETD)所使用的试剂离子导入质谱分析仪的构成。并示出了从微分迁移率分光计的离子导入口向离子源侧供给试剂离子和试剂离子的载气的构成。

专利文献3记载了在液相色谱质谱分析装置中利用液相色谱(LC)将测定对象物质从夹杂物中分离后再加入添加剂的方法。在LC的分离溶剂使用强阴离子洗脱液的情况下，由于洗脱液对离子化的抑制而使测定对象物质的灵敏度降低。在LC分离后混合添加剂而使溶剂的性质发生变化，防止对测定对象物质的离子化的抑制来提高灵敏度。

专利文献4记载了在电喷雾离子化法中，通过在液体样品的流路中央通入气体而使经喷雾的液滴粒径变细，从而使溶剂有效挥发的方法。

专利文献5记载了将利用喷雾器而喷雾的样品液滴与利用电喷雾离子化法而生成的带电液滴混合，并同时进行液-液提取操作和离子化的构成。带电液滴起到从包含测定对象物质、夹杂物的样品液滴中提取测定对象物质的作用，并且起到对提取的测定对象物质赋予电荷而实现离子化的作用。在该方法中，能够对包含大量夹杂物的试样连续地进行液-液提取并进行分析。

专利文献6记载了将添加剂的流路连接于液体样品的喷雾所使用的喷雾气体的流路，并混合添加剂的构成。该方法将液体样品与添加剂的流路分开，因此，流通液体样品的LC不被污染。另外，添加剂不会与液体样品中的物质直接反应而形成盐类，因此，因盐类导致的装置污染得以降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2011-522363号公报

专利文献2：日本特表2015-503745号公报

专利文献3：日本特开平7-198570号公报

专利文献4：WO 2012/146979 A1

专利文献5：US 2008/0179511 A1

专利文献6：日本特表2009/524036号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1所记载的添加剂混合法中，由于向在装置内部流通的气帘气中混合添加剂，因此，未与测定对象物质离子发生反应的添加剂扩散到装置内，并污染装置。在装置被污染的情况下，测定对象物质离子所通过的场所带电而使灵敏度降低，因此需要对装置进行维护。像这样，在使用装置易被污染的添加剂混合法的情况下，存在无法长期连续运行装置的课题。另外，若流通添加剂的流路的温度降低，则添加剂析出而污染流路，因此需要对流路整体进行加热。由于在宽范围内对添加剂的流路进行加热，因此存在装置的耗电量增大的课题。

专利文献2所记载的添加剂混合法中，由于需要使添加剂实现离子化的电极、电源，因此存在耗电量增加的课题。另外，由于添加剂离子轻，受到空气阻力而易于扩散，因此，添加剂离子的供给口需要配置于质谱分析仪、微分迁移率分光计的离子导入口的附近。然而，离子导入口是接触样品所含的夹杂物而易被污染的场所，因此，存在离子导入口附近配置的添加剂离子供给口被污染的课题。

专利文献3所记载的添加剂混合法中，流通液体样品的流路被添加剂污染。存在因污染导致装置的稳健性降低的课题。在将添加剂A切换为另一添加剂B的情况下，需要清洗被添加剂A污染的流路，因此存在切换速度慢的课题。在专利文献3的构成中，需要在液相色谱柱的下游设置用于混合添加剂的三方流路端口、或者添加剂与测定对象物质的搅拌区域。存在测定对象物质被三方流路端口、搅拌区域吸附，导致灵敏度降低的课题。另外，由于LC分离后的流通被搅拌，因此存在LC的分离能力降低的课题。

在专利文献4所记载的构成中混合添加剂的情况下，流通液体样品的流路被添加剂污染。如上所述，存在污染使装置的稳健性降低的课题。另外，在将添加剂A切换为另一添加剂B的情况下，需要清洗被添加剂A污染的流路，因此存在切换速度慢的课题。在专利文献4的构成中连接液相色谱装置的情况下，由于测定对象物质与添加剂进行LC分离而未发生反应，因此存在添加剂的效果降低的课题。

对于血液、尿等夹杂物多的液体样品而言，在液相色谱装置中利用物质固有的保留时间来分离夹杂物和测定对象物质。在专利文献5所记载的方法中连续地喷雾出添加剂的情况下，存在以下问题：在检测需要添加剂的测定对象物质的保留时间以外，添加剂也被导入质谱分析仪而污染装置。另外，由于添加剂不仅与需要添加剂的测定对象物质发生反应，还与不应与添加剂反应的测定对象物质发生反应，因此，存在无法同时测定在同一液体样品中所含的这些测定对象物质的课题。

在专利文献6的构成中，存在雾化气体的流路被添加剂污染的问题。由于在切换添加剂时需要除去流路中残留的添加剂，因此存在切换时间变长的课题。

用于解决问题的方法

本发明的离子分析装置具有：离子源，其将测定对象物质进行离子化；喷雾部，其将含有与测定对象物质反应的添加剂的液体进行微粒化并朝向测定对象物质进行喷雾；分离分析部，其对由测定对象物质与添加剂反应而生成的离子进行分离分析；检测器，其对在分离分析部中分离分析出的离子进行检测；以及，控制部，在不需要添加剂的时间内使供给至喷雾部的添加剂的流量降低。

发明的效果

根据本发明，能够降低因添加剂导致的装置污染。另外，能够高速地切换添加剂的喷雾与停止。

除了上述以外的课题、构成及效果通过以下实施方式的说明来明确。

附图说明

图1是示出离子分析装置的构成例的概略图。

图2是示出添加剂的流量调节顺序的例子的图。

图3是示出添加剂的流量调节顺序的例子的图。

图4是示出离子分析装置的其他实施例的概略图。

图5是示出施加于偏转电极的电压的控制顺序的例子的图。

图6是示出具有2个添加剂喷雾器的离子分析装置的构成例的概略图。

图7是示出添加剂的切换顺序的例子的图。

图8是示出添加剂的切换顺序的例子的图。

图9是示出添加剂的切换顺序的例子的图。

图10是示出离子分析装置的其他实施例的概略图。

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。

[实施例1]

在本实施例中，通过对添加剂进行喷雾而与样品混合，从而防止流通样品的流路因添加剂而被污染，提高装置的稳健性。另外，除了正在检测需要添加剂的测定对象物质的时间以外，停止添加剂的喷雾，降低装置的污染。

图1是示出本实施例的离子分析装置的构成例的概略图。样品容器101中的液体样品所含的测定对象物质被液相色谱装置102分离，以物质固有的保留时间从样品喷雾器喷嘴103进行喷雾。样品容器101所含的测定对象物质可以为气体、液体、固体中的任意状态。在气体样品的情况下，可以使用气相色谱装置来替代液相色谱装置102。另外，也可以使用其他的分离手段来替代液相色谱装置102、或者不使用分离手段。在不使用分离手段的情况下，构成简化而能够使装置整体实现小型化。

样品喷雾器喷嘴103的前端为流通液体样品119的中空内圆筒128和流通雾化气体120的中空外圆筒129的同轴双重圆筒管结构。液体样品119与由储气瓶104供给的雾化气体120同轴地流通而使液体样品119微粒化并进行喷雾。经喷雾的液体样品109的溶剂挥发，测定对象物质发生气化。经气化的测定对象物质通过大气压化学离子化法而发生离子化。经气化的测定对象物质通过放电电极112所产生的放电而发生离子化，并沿着由样品喷雾器喷嘴103喷雾出液体样品119的方向定义的矢量127的方向移动。在将测定对象物质进行离子化的离子源的离子化法中，也可以使用电喷雾离子化法、光离子化法等其他的手段。

由于雾化气体120的流量对喷雾的稳定性、灵敏度有影响，因此用阀121进行控制。在加热雾化气体120的情况下，溶剂的挥发被促进，测定对象物质有效气化，灵敏度增加。在不加热的情况下，不需要对加热器供电，装置整体的耗电量降低。

添加剂容器105中装有含有添加剂的液体。含有添加剂的液体通过用于调节添加剂流量的阀106而从添加剂喷雾器喷嘴118微粒化并进行喷雾。添加剂喷雾器喷嘴118的构成与样品喷雾器喷嘴103相同。添加剂的喷雾所使用的雾化气体从储气瓶107通过用于调节雾化气体流量的阀122而供给至添加剂喷雾器喷嘴118。向测定对象物质喷雾的添加剂111与经离子化的测定对象物质发生反应，使离子的质荷比m/z、碰撞截面积发生变化。与添加剂发生了反应的测定对象物质离子113通过对作为离子分离部的微分离子迁移率分离仪116的离子导入口125施加的电压而被输送至离子导入口125。在离子导入口125处，设置于质谱分析仪117的真空泵隔着微分离子迁移率分离仪116而吸引气体。测定对象物质离子113与气体一同朝向由气体被吸引的方向定义的矢量124的方向而被吸引至微分离子迁移率分离仪116。

在微分离子迁移率分离仪116中，测定对象物质离子113与气体分子的碰撞截面积依赖于电场强度，利用其电场依赖性是物质固有的性质来分离测定对象物质离子113。也可以使用离子迁移率分离仪来替代微分离子迁移率分离仪116。关于这些离子分离部，若测定对象物质离子113的质荷比m/z改变，则分离能力改变。经分离的测定对象物质离子113被吸引至质谱分析仪117，通过质荷比m/z进行分离，并用检测器130进行检测。检测到的离子信号利用起到控制部作用的控制电脑126进行处理，根据需要控制阀106和阀122来控制添加剂的喷雾量。控制顺序如下文所述。也可以使用离子迁移率分离仪、其他的离子分离手段来替代微分离子迁移率分离仪116。质谱分析仪117使用四极过滤器、离子阱、飞行时间型质谱分析仪等。微分离子迁移率分离仪116与质谱分析仪117构成本实施例的离子分析装置的分离分析部。

样品喷雾器喷嘴103、添加剂喷雾器喷嘴118所使用的喷雾器是将包含液体样品、添加剂的液体进行微粒化的技术。喷射的方式除了图1所示的方式以外，还有使液体样品在细孔中高速流通的加压喷嘴方式、使液体样品与压缩空气接触并剪切的双流体喷嘴方式等。在加压喷嘴方式中，不需要雾化气体120，因此，不存在储气瓶104，装置能够实现小型化。如电喷雾离子化法那样地，也可以对样品喷雾器喷嘴103的前端施加高电压来使液体样品带电，基于电斥力而进行微粒化并喷雾。此外，将液体进行微粒化并喷雾的方法可以使用任何手段。

添加剂容器105内装有使经离子化的测定对象物质的质荷比m/z、碰撞截面积发生变化的添加剂。与添加剂发生了反应的测定对象物质离子的碰撞截面积发生变化，与夹杂物、结构异构体的碰撞截面积的差异增大，微分离子迁移率分离仪116的分离性能提高。另外，作为利用添加剂而被质谱分析仪117的检测器130检测到的测定对象物质的碎片离子之一，添加剂离子的峰增加。即使在测定物质的解离路径多、各个碎片离子的强度低的情况下，添加剂离子也容易解离，因此强度高。因此，通过检测添加剂离子的峰，能够高灵敏度地对测定对象物质进行测定。

添加剂容器105中的添加剂使用有机溶剂、金属盐、离子液体、同位素交换试剂等。有机溶剂的例子可举出2-丙醇、丙酮、辛醇等。经喷雾而气化的有机溶剂的分子与测定对象物质离子形成簇，使测定对象物质离子的碰撞截面积发生变化。由于簇在被抽真空的质谱分析仪117中发生解离，因此，检测到的测定对象物质离子的质荷比m/z不发生变化。在质谱分析仪117使用四极过滤器的情况下，需要根据质荷比m/z来变更施加于四极过滤器的电压值。在有机溶剂之类的不改变所测定的质荷比m/z的添加剂中，无论添加剂的种类如何均可以使用相同的四极过滤器的条件，因此能够降低参数调节的劳动。金属盐的例子可举出乙酸铜(I)、乙酸铜(II)、氯化锰。此外，只要为使测定对象物质的质荷比m/z发生变化的物质、且溶解于液体或液体溶剂的物质，则无论有机物、无机物均可使用。金属盐等极性物质易溶于水、甲醇、乙腈等极性溶剂。非极性物质易溶于己烷、苯等非极性溶剂物质。需要根据要溶解的物质来控制溶剂的pH。另外，也可以将气状的添加剂在溶剂中鼓泡来使其溶解。

如专利文献3那样地在液体样品的流路上混合添加剂的情况下，添加剂将流路污染。在本实施例的添加剂混合法中，通过将样品与添加剂的流路分开，能够防止因添加剂导致的样品流路的污染。由于样品流路中未残留添加剂，因此，能够高速地切换添加剂的喷雾和停止。

在测定血液、尿等夹杂物多的液体样品的情况下，在样品液滴的密度高的样品喷雾器的喷雾方向上延长的直线108的周围、容易接触样品液滴的微分离子迁移率分离仪116的离子导入口125的周围被污染。在本实施例的混合法中，经喷雾的添加剂111包含比离子、气体重的液滴，因此空气阻力的影响小，直线前进性高，由此，将添加剂喷雾器喷嘴118配置于远离易受样品污染的场所的场所，能够降低因样品导致的添加剂喷雾器喷嘴118的污染。另外，在本实施例的混合法中，由于所喷雾的液滴高密度地含有添加剂，且液滴的总表面积大，因此，能够使离子化的测定对象物质与添加剂高效地反应。

在使用液相色谱装置102的情况下，若在样品容器101中将添加剂与液体样品共同混合，则液体样品中的测定对象物质与添加剂发生分离而不反应。在本实施例的混合法中，由于在LC分离后混合添加剂，因此，样品与添加剂不分离，而是有效地进行反应。另外，如专利文献3那样地，若在LC分离后混合添加剂，则自LC分离后起至样品喷雾器喷嘴103为止的流体被搅拌，LC的分离能力降低。在本实施例的混合法中，由于在样品喷雾器喷嘴103的下游混合添加剂，因此，能够使测定对象物质与添加剂发生反应而不降低LC的分离能力。

在离子导入口125处，由于设置于质谱分析仪117的真空泵隔着微分离子迁移率分离仪116而吸引气体，因此，不仅测定对象物质离子113被吸引，未被离子化的物质也被吸引至微分离子迁移率分离仪116和质谱分析仪117。越接近离子导入口125则气体越强地被吸引，因此，如果缩短在被离子源进行了离子化的离子行进方向上延长的直线、即在样品喷雾器的喷雾方向上延长的直线108与离子导入口125的最短距离114，以使测定对象物质经过离子导入口125的附近，则与气体一同被吸引至微分离子迁移率分离仪116的测定对象物质离子113增加、灵敏度提高。另一方面，如果延长在添加剂喷雾器的喷雾方向上延长的直线110与离子导入口125的最短距离115，以使添加剂经过远离离子导入口125的场所，则与气体一同被吸引至微分离子迁移率分离仪116的添加剂减少，因添加剂导致的污染降低。即，如果距离115相对于距离114越长，则越会降低污染且灵敏度提高。

另外，通过向微分离子迁移率分离仪116的离子导入口125的反方向喷雾出添加剂，被吸引至微分离子迁移率分离仪116的添加剂减少，能够降低因添加剂导致的污染。即，在由添加剂喷雾器喷嘴118喷雾出添加剂的方向定义的矢量123与由气体被吸引至微分离子迁移率分离仪116的离子导入口125的方向定义的矢量124所成的角度α大的情况下，包含添加剂的液滴不会被吸引至微分离子迁移率分离仪116，难以被污染。图1示出了α＝180度的构成，该构成的α最大，装置难以被添加剂污染。若角度α为90度以上，则具有降低污染的效果。如上所示，通过将样品喷雾器喷嘴103与添加剂喷雾器喷嘴118的喷雾方向设定为各自的最佳方向，能够降低污染、提高灵敏度。由于2个喷雾器喷嘴103与118的方向的不同，将测定对象物质与添加剂进行混合的位置发生变化，因此，优选配合着喷雾器喷嘴103与118的方向来控制液体样品、添加剂、雾化气体的流量，调节喷雾器的扩散范围、到达距离。

液体样品中含有需要添加剂的物质、不应与添加剂反应的物质、夹杂物。这些物质经液相色谱装置102而被分离，以不同的保留时间被检测到。在控制电脑126中作为参数而预先设定测定对象物质的保留时间，通过在正在检测需要添加剂的物质的时间以外停止添加剂的喷雾，能够降低装置的污染。另外，即使在液体样品中包含需要添加剂的物质和不应与添加剂反应的物质的情况下，通过控制添加剂的喷雾，也能够同时进行测定而无需从液体样品中分离各种物质并分别进行测定。

图2是示出供给至添加剂喷雾器喷嘴的添加剂的流量调节顺序的例子的图。在该例子中，通过离子分析装置，测定不使添加剂反应的测定对象物质A与需要添加剂的测定对象物质B。在测定前，在控制电脑126中设定需要添加剂的物质B的检测开始时间2c与检测结束时间2d及添加剂的喷雾开始时间2b。时间2a表示测定开始时间、即保留时间为0分钟。这些时间2b、2c、2d预先记录于控制电脑126的存储器。控制电脑126基于所记录的这些信息来确定需要添加剂的时间和不需要添加剂的时间，控制添加剂喷雾器的阀106、122，在需要添加剂的时间从添加剂喷雾器喷嘴118喷雾出添加剂，在不需要添加剂的时间停止从添加剂喷雾器喷嘴118喷雾出添加剂。

在自测定开始时间2a起至添加剂的喷雾开始时间2b之间，未完全关闭用于调节添加剂流量的阀106，添加剂继续以低流量进行流通。像这样，通过在不喷雾添加剂的时间、换言之不需要添加剂的时间内也一边使流量降低一边继续将添加剂供给至添加剂喷雾器，从而流路被添加剂充满，喷雾器的稳定化时间缩短。此时，为了不将以低流量流通的添加剂喷雾至测定对象物质离子，关闭用于调节雾化气体流量的阀122。需要说明的是，即使在完全关闭阀106的情况下，通过缩小自阀106起至添加剂喷雾器喷嘴118前端的流路体积，也能够缩短喷雾器的稳定化时间。若完全关闭阀106来停止添加剂的流通，则能够降低添加剂的消耗量。

质谱分析仪117的参数需要根据测定对象物质离子的质荷比m/z而改变。例如，在四极过滤器中改变施加于电极的电压。在图2中，由于最初检测到的物质是不使添加剂反应的测定对象物质A，因此，配合着测定对象物质A离子的质荷比m/z来设定质谱分析仪117的参数。在喷雾开始时间2b时，打开阀106与122，使添加剂与雾化气体流通来喷雾添加剂。为了稳定添加剂喷雾器，将利用添加剂喷雾器喷出添加剂的喷雾开始时间2b设定在需要添加剂的测定对象物质B的检测开始时间2c之前。典型的添加剂的稳定化所需的时间2b-2c为1秒以上。根据添加剂喷雾器的条件，也可以将该时间设定为1秒以下。在需要添加剂的测定对象物质B的检测开始时间2c时，配合着需要添加剂的测定对象物质B的质荷比m/z来变更质谱分析仪117的参数。在需要添加剂的测定对象物质B的检测结束时间2d时，关闭阀106和阀122来停止添加剂的喷雾。像这样，通过在不需要添加剂的时间内停止添加剂的喷雾，能够降低添加剂的消耗量，防止因添加剂导致的装置污染。由于在检测结束时间2d之后仅检测到夹杂物，因此，质谱分析仪117的参数可以任意地设定。图2中示出了在时间2d时未改变质谱分析仪117的参数的顺序，但也可以切断施加于质谱分析仪117的电压。通过切断电压能够降低耗电量。

图3是示出与测定对象物质离子的信号强度联动时的添加剂的流量调节顺序的例子的图。此处，物质A是不使添加剂反应的测定对象物质，物质B是需要添加剂的测定对象物质。在测定前，在控制电脑126中设定用于决定添加剂喷雾器的喷雾和停止的信号强度的阈值。时间3a表示测定开始时间、即保留时间为0分钟。若开始分析，则控制电脑126监测被质谱分析仪117的检测器130检测到的离子信号强度。在自测定开始起至需要添加剂的测定对象物质B的信号强度为预先设定的阈值以下的期间，为了缩短添加剂喷雾器的稳定化时间，未完全关闭阀106而是添加剂继续以低流量流通，将添加剂喷雾器喷嘴118用添加剂充满。为了不将以低流量流通的添加剂喷雾至测定对象物质离子，关闭阀122来停止雾化气体。另外，配合着最初测定的测定对象物质A的质荷比来匹配质谱分析仪117的参数。在不使添加剂反应的测定对象物质A的检测结束时间3b、即超过阈值而被检测到的测定对象物质A的信号强度低于阈值的时间3b时，配合着需要添加剂的测定对象物质B来设定质谱分析仪117的参数。在需要添加剂的测定对象物质B的信号强度超过阈值的检测开始时间3c时，打开阀106和阀122，喷雾添加剂。若与添加剂反应，则测定对象物质B的质荷比m/z发生改变，因此，在检测开始时间3c时变更质谱分析仪117的参数。在与添加剂发生了反应的测定对象物质B的信号强度低于阈值的时间3d时，关闭阀106和122，停止添加剂的供给和雾化气体的供给。由此，能够降低添加剂的消耗量，防止装置的污染。

[实施例2]

图4是示出离子分析装置的其他实施例的概略图。本实施例中示出了使用偏转电极(deflector)的构成。

从样品喷雾器喷嘴103喷雾出的液体样品109的溶剂挥发，测定对象物质发生气化。经气化的测定对象物质通过放电电极112所产生的放电而离子化，并朝向与所喷雾的液体样品相同的矢量127的方向移动。包含添加剂的液体从添加剂喷雾器喷嘴118进行喷雾。样品喷雾器喷嘴103、添加剂喷雾器喷嘴118的结构与实施例1相同。若将添加剂喷雾至测定对象物质离子，则测定对象物质离子与经喷雾的添加剂111发生碰撞，在由添加剂喷雾器喷嘴118喷雾出添加剂的方向定义的矢量123的方向上受力而改变行进方向。行进方向发生改变的测定对象物质离子113从离子导入口125偏离，因此灵敏度降低。若以矢量123与127所成的角度β变小的方式沿着箭头403的方向调节添加剂喷雾器喷嘴118的方向，则测定对象物质离子的行进方向的变化变小，灵敏度提高。同时，若以由气体被吸引至微分离子迁移率分离仪116的方向定义的矢量124与矢量123所成的角度α成为90度以上的方式设定添加剂喷雾器喷嘴118的方向，则经喷雾的添加剂111难以进入离子导入口125，污染被降低。

以面向构成分离分析部的微分离子迁移率分离仪116的离子导入口125的方式，配置有连接于电源402的偏转电极401。与添加剂发生了反应的测定对象物质离子113在离子导入口125与偏转电极401之间移动。偏转电极401与电源402起到通过施加至偏转电极401的电压而将测定对象物质离子113拉回至离子导入口125的作用。由于未与测定对象物质反应的电中性的添加剂不受电场的影响，因此，偏转电极401不会增加因添加剂导致的污染，提高测定对象物质的灵敏度。用控制电脑126控制电源402，使偏转电极的电压施加与添加剂的喷雾时间同步。

图5是示出施加于偏转电极的电压的控制顺序的例子的图。在测定前，将添加剂的喷雾开始时间5a、提高偏转电极的电压的时间5b、测定对象物质的检测开始时间5c、检测结束时间5d作为参数而记录于控制电脑126。在时间5a时打开阀106和122，使添加剂与雾化气体流通来喷雾添加剂。在时间5b时提高偏转电极的电压，将因添加剂的喷雾而散乱的测定对象物质离子输送至离子导入口125。考虑到施加于偏转电极401的电压的上升时间，提高电压的时间5b设定在测定对象物质的检测开始时间5c之前即可。为了防止因添加剂导致的装置污染，在测定对象物质的检测结束时间5d时关闭阀106和122，停止添加剂的喷雾。同时，降低偏转电极401的电压。若对测定没有影响，则施加于偏转电极401的电压也可以为恒定值。在将电压设为恒定的情况下，无需控制电源402，能够简化构成。

[实施例3]

在实施例1、实施例2的构成中切换使用多个添加剂的情况下，需要进行流路中残留的添加剂的清洗操作，因此，存在切换多个添加剂会消耗时间的课题。若准备多个添加剂喷雾器而将各个添加剂的流路分离，则能够高速地切换多个添加剂而无需清洗操作。

图6是示出具有2个添加剂喷雾器的离子分析装置的构成例的概略图。为了简化离子源周围的构成，在图6的例子中，示出了用电源601对样品喷雾器喷嘴103施加电压，并利用电喷雾离子化法将测定对象物质离子化的构成。根据添加剂的不同，有时不利用电喷雾离子化法就不与测定对象物质发生反应。添加剂容器105中装有含有添加剂X的液体。含有添加剂X的液体通过用于调节添加剂流量的阀106而从添加剂喷雾器喷嘴118进行喷雾。添加剂的喷雾所使用的雾化气体从储气瓶107通过用于调节雾化气体流量的阀122供给至添加剂喷雾器喷嘴118。利用同样的方法对添加剂Y进行喷雾。添加剂容器604中装有含有添加剂Y的液体。含有添加剂Y的液体通过用于调节添加剂流量的阀603而从添加剂喷雾器喷嘴602进行喷雾。添加剂的喷雾所使用的雾化气体从储气瓶605通过用于调节雾化气体流量的阀606供给至添加剂喷雾器喷嘴602。通过准备多个添加剂喷雾器喷嘴而将各个添加剂的流路分离，能够高速地切换添加剂而无需进行流路中残留的添加剂的清洗操作。

图6示出了添加剂喷雾器为2个的构成，但也可以具备3个以上的添加剂喷雾器。添加剂喷雾器越多，则越能够高速地切换更多种类的添加剂。需要说明的是，图6绘出了从添加剂喷雾器喷嘴602喷雾出的添加剂朝向构成分离分析部的微分离子迁移率分离仪116的离子导入口125的方向行进，但这是为了便于图示而如此绘出的，实际上多个添加剂喷雾器喷嘴以各自满足实施例1或实施例2说明的条件的方式进行三维配置。

图7是示出添加剂的切换顺序的例子的图。此处，针对控制电脑126监测被质谱分析仪117的检测器130检测到的离子信号强度，并基于与预先设定的阈值比较的结果来控制各添加剂喷雾器的阀的例子进行说明。为了加快添加剂喷雾器的切换，未完全关闭阀106和603，添加剂X和添加剂Y继续以低流量流通，将添加剂喷雾器喷嘴118和602用添加剂充满。此时，关闭阀122和606，停止雾化气体。在需要添加剂X的测定对象物质C的信号强度超过阈值的时间7a时打开阀106和122，从添加剂喷雾器喷嘴118将添加剂X喷雾至测定对象物质离子。在测定对象物质C的信号强度低于阈值的时间7b时关闭阀106和122，停止添加剂X的喷雾。接下来，在需要添加剂Y的测定对象物质D的信号强度超过阈值的时间7c时打开阀603和606，从添加剂喷雾器喷嘴602将添加剂Y喷雾至测定对象物质离子。在测定对象物质D的信号强度低于阈值的时间7d时关闭阀603和606，停止添加剂Y的喷雾。通过在不需要添加剂的时间内停止添加剂X、添加剂Y的喷雾，能够防止因添加剂X和添加剂Y导致的装置污染。

关于切换的时机，如图8或图9所示地，也可以使用图7例示的顺序以外的切换顺序。

图8示出了对需要添加剂的测定对象物质E同时喷雾出添加剂X1和添加剂X2的添加剂切换顺序的例子。在本例中，为了加快添加剂喷雾器的切换，未完全关闭阀106和603，添加剂X1和添加剂X2继续以低流量流通，将添加剂喷雾器喷嘴118和602用添加剂充满。此时，关闭阀122和606，停止雾化气体。在需要添加剂的测定对象物质E的信号强度超过阈值的时间8a时，打开阀106和122，从添加剂喷雾器喷嘴118将添加剂X1喷雾至测定对象物质离子，并且打开阀603和606，将添加剂X2喷雾至测定对象物质离子。并且，在测定对象物质E的信号强度低于阈值的时间8b时，关闭阀106和122而停止添加剂X1的喷雾，并且关闭阀603和606而停止添加剂X2的喷雾。

图9是在测定同一测定对象物质F的时间内使多个添加剂喷雾器依次动作的控制例。即，示出了针对同一测定对象物质F，在正在检测测定对象物质F的前半段保留时间内喷雾出添加剂Y1，并在后半段喷雾出添加剂Y2的切换顺序的例子。在该例子中，为了加快添加剂喷雾器的切换，未完全关闭阀106和603，添加剂Y1和添加剂Y2继续以低流量流通，将添加剂喷雾器喷嘴118和602用添加剂充满。此时，关闭阀122和606，停止雾化气体。在需要添加剂的测定对象物质F的信号强度超过阈值的时间9a时打开阀106和122，将添加剂Y1喷雾至测定对象物质离子。例如，在测定对象物质F的信号强度达到峰值的时间9b时，关闭阀106和122，并且打开阀603和606，将添加剂Y2喷雾至测定对象物质离子。在测定对象物质F的信号强度低于阈值的时间9c时关闭阀603和606，停止添加剂Y2的喷雾。

如图8所示，同时喷雾出添加剂X1和添加剂X2的情况下，无需追加准备混合有添加剂X1和添加剂X2的专用的添加剂喷雾器喷嘴，因此简化装置构成。另外，如图9所示，针对同一测定对象物质，在正在检测测定对象物质的前半段保留时间喷雾出添加剂Y1，并在后半段喷雾出添加剂Y2的情况下，能够在1次测定中测定出2种离子、即与添加剂Y1发生了反应的测定对象物质离子和与添加剂Y2发生了反应的测定对象物质离子。由于这2种离子各自的质荷比m/z不同，因此，用微分离子迁移率分离仪116、质谱分析仪117能够得到2种不同的数据。因此，针对测定对象物质的信息量增加，测定对象物质的鉴定精度提高。

需要说明的是，在图7、图8、图9中，针对将被质谱分析仪117的检测器130检测出的离子信号强度与预先设定的阈值进行比较来控制各添加剂喷雾器的喷雾开始或喷雾停止的时机的例子进行说明。控制电脑对各添加剂喷雾器的喷雾/停止的控制也可以如下进行：在控制电脑中预先记录根据自分析开始起的经过时间而确定的各添加剂喷雾器的喷雾开始时间、喷雾停止时间，并基于该记录信息来进行控制。

[实施例4]

图10是示出离子分析装置的其他实施例的概略图。在本实施例中，示出同轴地喷雾出样品和添加剂的构成例。

样品容器101中的液体样品所含的测定对象物质经液相色谱装置102进行分离，以物质固有的保留时间从同轴喷雾器喷嘴1003进行喷雾。添加剂容器105中装有含有使测定对象物质离子的质荷比m/z发生变化的添加剂的液体。含有添加剂的液体通过用于调节添加剂流量的阀106而从同轴喷雾器喷嘴1003进行喷雾。喷雾所需的雾化气体通过用于调节流量的阀1012而从储气瓶1015供给至同轴喷雾器喷嘴1003。同轴喷雾器喷嘴1003的前端由流通液体样品1018的圆筒管1021、流通包含添加剂的液体1019的圆筒管1022和流通雾化气体1020的圆筒管1023构成。通过使液体样品1018、包含添加剂的液体1019和雾化气体1020同轴地流通，从而将液体样品1018和包含添加剂的液体1019朝向相同的矢量1017的方向喷雾。电源1007为将利用电喷雾离子化法将使液体样品实现离子化的电压施加至同轴喷雾器喷嘴1003的电源。在同轴喷雾的情况下，液体样品1018和含有添加剂的液体1019的喷雾所需的雾化气体1020的供给管线可合并为1个，能够使喷雾器喷嘴实现小型化。另外，能够降低雾化气体1020的消耗量。不需要对含有添加剂的液体1019施加用于离子化的电压，因此，区分液体样品1018与含有添加剂的液体1019之间的圆筒管1022可以由绝缘性物质制成。也可以对含有添加剂的液体1019施加电压。

经喷雾的液体样品1004的溶剂挥发，根据电喷雾离子化而生成测定对象物质离子。测定对象物质离子与经喷雾的添加剂1006反应，质荷比m/z发生改变。与添加剂发生了反应的测定对象物质离子1008通过施加至微分离子迁移率分离仪116的离子导入口125的电压而被输送至离子导入口125。设置于质谱分析仪117的真空泵隔着微分离子迁移率分离仪116而吸引气流，测定对象物质离子1008与气流一同被输送至微分离子迁移率分离仪116和质谱分析仪117。在质谱分析仪117中进行了质谱分析的测定对象物质离子在检测器130中进行检测，测定对象物质离子的检测信号被输入控制电脑126，开关阀106来控制添加剂的喷雾和停止。

在同轴喷雾器喷嘴1003的喷雾方向上延长的直线1005与离子导入口125的最短距离1024越短，则灵敏度越高。另一方面，距离1024越长则污染越降低，稳健性提高。在增大距离1024的情况下，灵敏度降低，但增大施加于离子导入口125的电压，能够引入测定对象物质离子1008而提高灵敏度。

需要说明的是，本发明不限于上述的实施例，包含各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解说明本发明而进行的详细说明，但并不一定限定为具备所说明的全部构成。另外，某一实施例的一部分构成也可以替换为其他实施例的构成，另外，也可以在某一实施例的构成中加入其他实施例的构成。另外，对于各实施例的一部分构成，可以进行其他构成的追加、删除、置换。

附图标记说明

101 样品容器

102 液相色谱装置

103 样品喷雾器喷嘴

104 储气瓶

105 添加剂容器

107 储气瓶

109 被喷雾的液体样品

111 被喷雾的添加剂

112 放电电极

113 测定对象物质离子

116 微分离子迁移率分离仪

117 质谱分析仪

118 添加剂喷雾器喷嘴

125 离子导入口

126 控制电脑

130 检测器

401 偏转电极

602 添加剂喷雾器喷嘴

604 添加剂容器

605 储气瓶

1003 同轴喷雾器喷嘴

1004 被喷雾的液体样品

1006 被喷雾的添加剂

1008 测定对象物质离子

1015 储气瓶

Claims (17)

1.一种离子分析装置，其具有：

离子源，其将测定对象物质进行离子化；

添加剂喷雾部，其将含有与所述测定对象物质反应的添加剂的液体进行微粒化，并朝向所述测定对象物质进行喷雾；

分离分析部，其对由所述测定对象物质与所述添加剂反应而生成的离子进行分离分析；

检测器，其对在所述分离分析部中分离分析出的离子进行检测；以及

控制部，其在不需要所述添加剂的时间内使供给至所述添加剂喷雾部的所述添加剂的流量降低，

所述添加剂喷雾部具有喷嘴，其具有流通含所述添加剂的液体的中空内圆筒和流通雾化气体的中空外圆筒的同轴双重圆筒管结构，所述添加剂喷雾部具有调节雾化气体流量的阀，

在不喷雾所述添加剂的时间内，也向所述添加剂喷雾部供给所述添加剂，通过关闭调节雾化气体流量的阀，不将以低流量流通的向所述添加剂喷雾部供给的添加剂喷雾至测定对象物质离子。

2.根据权利要求1所述的离子分析装置，其中，所述分离分析部具有质谱分析仪。

3.根据权利要求1所述的离子分析装置，其中，所述分离分析部具有根据离子的碰撞截面积来分离离子的离子分离部。

4.根据权利要求1所述的离子分析装置，其中，所述控制部记录要测定所述测定对象物质的时间，并基于所述记录的时间来确定不需要所述添加剂的时间。

5.根据权利要求1所述的离子分析装置，其中，所述控制部监测用所述检测器检测到的所述测定对象物质的离子强度，在该测定对象物质的离子强度为预先设定的阈值以下的情况下，使供给至所述添加剂喷雾部的添加剂的流量降低。

6.根据权利要求1所述的离子分析装置，其中，所述控制部将所述添加剂喷雾部的喷雾开始时间设定在要检测所述测定对象物质的时间之前。

7.根据权利要求1所述的离子分析装置，其中，所述控制部在不需要所述添加剂的时间内停止利用所述添加剂喷雾部进行所述添加剂的喷雾。

8.根据权利要求1所述的离子分析装置，其中，所述控制部监测用所述检测器检测到的所述测定对象物质的离子强度，在所述测定对象物质的离子强度超过预先设定的阈值的时间内，从所述添加剂喷雾部喷雾所述添加剂。

9.根据权利要求1所述的离子分析装置，其中，所述控制部记录要测定所述测定对象物质的时间，以该时间为基准从所述添加剂喷雾部喷雾所述添加剂。

10.根据权利要求2所述的离子分析装置，其中，所述控制部在要测定所述测定对象物质的时间内，配合着因所述添加剂而使质荷比发生变化的所述测定对象物质来变更所述质谱分析仪的参数。

11.根据权利要求1所述的离子分析装置，其具有多个所述添加剂喷雾部。

12.根据权利要求11所述的离子分析装置，其中，所述控制部对切换多个所述添加剂喷雾部的喷雾和停止进行控制。

13.根据权利要求11所述的离子分析装置，其中，所述控制部使多个所述添加剂喷雾部同时动作。

14.根据权利要求11所述的离子分析装置，其中，所述控制部在测定同一测定对象物质的时间内使多个所述添加剂喷雾部依次动作。

15.根据权利要求1所述的离子分析装置，其具有：将与所述添加剂反应的所述测定对象物质的离子引导至所述分离分析部的偏转电极。

16.根据权利要求1所述的离子分析装置，其中，在所述添加剂喷雾部的喷雾方向上延长的直线与所述分离分析部的离子导入口的最短距离长于在被所述离子源进行了离子化的离子行进方向上延长的直线与所述分离分析部的离子导入口的最短距离。

17.根据权利要求1所述的离子分析装置，其中，由气体被吸引至所述分离分析部的方向定义的矢量与由所述添加剂喷雾部的喷雾的方向定义的矢量所成的角为90°以上。

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