CN110462784A - 质量分析装置和管嘴部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的质量分析装置包括：离子化部，其使样品离子化；管嘴部，其具有与离子化部用流通管连接的、供离子化后的样品流入的流入口(3a)，和供流入的样品流出的流出口(3b)；真空室，其被真空排气单元排气，样品能够从管嘴部流入其中；质量分析部，其与真空室相比位于样品流的下游，用于从样品中选择离子；和离子检测部，其检测质量分析部所选择的离子，在管嘴部的内部设置有使样品流分支的分支部(3c)；分支部(3c)具有随着向流出口(3b)去而直径减小的锥形状的凸部(3f)。

Description

质量分析装置和管嘴部件
技术领域
本发明涉及质量分析装置和其中使用的管嘴部件。
背景技术
现有技术中，存在具有在大气压下使样品离子化的离子化室与在高真空气氛下选择离子的分析室之间设置有一个或多个中间真空室的多级差动排气系统的质量分析装置。在中间真空室中，设置了作为样品气体的流通路径的开口。离子化室与中间真空室之间存在很大的压力差，所以样品气体通过上述开口流入压力较低的中间真空室时成为超音速自由射流，形成马赫盘(冲击波)和桶形冲击波。
图1是表示膨胀的射流的结构的图。样品气体在压力差大的室间移动时生成膨胀波。马赫盘是因膨胀波在射流的边界反射、反射波干涉放大而生成的。即，马赫盘指的是射流的压力或密度较高的位置。马赫盘反复生成时，认为会导致质量分析装置的检测灵敏度降低。
专利文献1中，记载了在从离子化室向第一中间真空室输送离子的加热管的出口孔的外侧，设置了通路是圆锥形状的整流管嘴的离子输送装置。该离子输送装置通过将管嘴的圆形开口的直径设定为比假设不存在该管嘴时因超音速自由射流而形成的马赫盘的直径小，而抑制马赫盘的生成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-157499号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
超音速自由射流的边界的形状，因离子化室的压力与中间真空室的压力的比而变化。因此，专利文献1中记载的离子输送装置中，管嘴的圆形开口的直径基于上述压力比设计。从而，专利文献1中记载的发明中，在装置完成后离子化室和第一中间真空室的压力变化的情况下，存在不能充分地抑制马赫盘的生成的可能性。
另一方面，在质量分析装置实施活体内样品的分析等、要求高灵敏度的质量分析的情况下，需要充分地抑制马赫盘的生成。
本发明是鉴于上述内容提出的，其提供对于质量分析装置的广泛的运转条件均能够抑制马赫盘的生成的技术。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，作为一个代表性的发明，提供一种质量分析装置，其包括：使样品离子化的离子化部；管嘴部，其具有与所述离子化部由流通管连接的、供离子化后的所述样品流入的流入口，和供流入的所述样品流出的流出口；真空室，其被真空排气单元排气，所述样品能够从所述管嘴部流入；质量分析部，其与所述真空室相比位于所述样品的流动的下游，用于从所述样品中选择离子；和离子检测部，其检测所述质量分析部所选择的离子，所述质量分析装置中，在所述管嘴部的内部设置有使所述样品的流向分支的分支部，所述分支部具有随着向所述流出口去而直径减小的锥形状的凸部。
另外，作为另一个代表性的发明，提供一种质量分析装置中使用的管嘴部件，其特征在于：具有供离子化后的样品流入的流入口和供流入的所述样品流出的流出口，在内部设置有使所述样品的流向分支的分支部，所述分支部具有随着向所述流出口去而直径减小的锥形状的凸部。
进而，作为另一个代表性的发明，提供一种质量分析装置，其包括：使样品离子化的离子化部；管嘴部，其具有：与所述离子化部由流通管连接的、供离子化后的所述样品流入的流入口；和供流入的所述样品流出的流出口；真空室，其被真空排气单元排气，所述样品能够从所述管嘴部流入；质量分析部，其与所述真空室相比位于所述样品的流动的下游，用于从所述样品中选择离子；和离子检测部，其检测所述质量分析部所选择的离子，所述质量分析装置中，在所述管嘴部的内部设置有使所述样品的流向分支的分支部，所述分支部使分支后的所述样品的流动交叉地流入所述真空室。
本说明书包含作为本申请的优先权的基础的日本国专利申请2017-113622号的公开内容。
发明效果
根据本公开，对于质量分析装置的广泛的运转条件能够抑制马赫盘的生成。上述以外的课题、结构和效果，将通过以下实施方式的说明而明确。
附图说明
图1是表示膨胀的射流的结构的图。
图2是实施例的质量分析装置的结构的概略图。
图3是四极电场内中的离子稳定透过区域图。
图4是表示a-q平面的图。
图5是表示每个离子种类的检测数的质谱数据。
图6是管嘴部和真空室的截面图。
图7是管嘴部的截面图。
图8是对样品流进行比较的图。
图9是表示对样品流进行数值分析的结果的图。
图10是变形例1的管嘴部的截面图。
图11是表示分支部的凸部从流入口突出的状况的图。
图12是变形例2的管嘴部的截面图。
图13是变形例3的管嘴部的截面图。
图14是变形例4的管嘴部的截面图。
图15是变形例5的管嘴部的截面图。
图16是变形例6的管嘴部的截面图。
图17是变形例7的管嘴部的截面图。
具体实施方式
以下，基于附图，说明本发明的实施例。另外，本发明的实施例不限定于后述的实施例，能够在其技术思想的范围内进行各种变形。另外，对于后述的各实施例的说明中使用的各图的对应部分标注相同附图标记加以表示，省略重复的说明。
＜实施例＞
[质量分析装置的结构]
图2是实施例的质量分析装置S的结构的概略图。本说明书中，以三重四极质量分析装置为例，说明实施例的质量分析装置S。质量分析装置S具有前处理部1、离子化部2、管嘴部3、真空室4、碰撞室5、质量分析部6、离子检测部7、数据处理部8、显示部9和用户输入部10。另外，真空室4、碰撞室5和质量分析部6分别与作为排气单元的泵P连接，在室内具有四极的电极11、12和13。质量分析装置S具有对上述电极11、12和13施加电压的电压源14和控制上述电压的控制部15。
前处理部1例如是气相色谱仪(GC)或液体色谱仪(LC)，将质量分析对象的样品按时间分离或分级。离子化部2使从前处理部1流入的样品依次离子化。另外，离子化后的样品是气体状或气相的。
管嘴部3具有与离子化部2用未图示的流通管连接的、离子化后的样品所流入的流入口，以及流入的样品所流出的流出口。上述流出口与真空室4中设置的开口部中的一个是一致的。另外，在管嘴部3的内部，设置了从流入口3a侧向流出口3b侧延伸的、使样品流分支的分支部。因为存在上述分支部，所以样品流在管嘴部3内分支为多股。另外，管嘴部3例如用SUS等金属材料形成。
真空室4用泵P排气，如上所述具有四极的电极11。作为泵P，例如使用旋转泵或涡轮分子泵。对上述电极11施加交流电压，从管嘴部3向真空室4流入的样品中特定范围的质荷比(m/Z比)的离子(前体离子)通过真空室4。此处，m是离子质量，Z是离子的带电价数。真空室4例如起到离子引导部的作用。
此处，与管嘴部3的流入口连接的流通管的上游的压力大致与大气压是相同程度，真空室4的压力是数帕斯卡程度。具体而言，流通管内的压力P1与真空室4内的压力P2的比P1/P2例如是50倍以上。样品在存在上述压力差的室间移动时，会生成膨胀波。
碰撞室5被泵P排气之后，例如被填充氦或氩等不活泼气体。通过真空室4后的前体离子，通过与氦或氩碰撞，而被切断化学键而分割为碎片离子。如上所述在碰撞室5中设置了电极12，通过对电极12施加电压而使上述碎片离子加速，向质量分析部6输送。
质量分析部6被泵P排气而成为高真空状态。质量分析部6例如是mPa程度的量级的真空状态。质量分析部6具有四极的电极13，通过对上述电极13施加直流电压U和交流电压VRFCOS(ΩRFt+RF)，而选择碎片离子中m/Z比处于特定范围中的离子。
离子检测部7检测质量分析部6中选择的离子的组成比和质量等。离子检测部7对数据处理部8通知取得的数据。数据处理部8对从离子检测部7取得的数据进行分析。数据处理部8例如通过与预先记录的数据库对照，而鉴定发生碎裂之前的离子。数据处理部8在显示部9显示分析结果。
显示部9显示从数据处理部8取得的质量分析数据。在显示部9中，例如显示样品中含有的物质名及其质量比等作为质量分析数据。另外，显示部9显示用户经由用户输入部10输入的质量分析装置S的各种设定项目。用户输入部10接受来自用户的输入。用户例如对用户输入部10输入对真空室4、碰撞室5和质量分析部6所具有的四极的电极11～13施加的电压。电压源14对各电极11～13施加用户设定的值的电压。另外，用户输入部10接受关于真空室4、碰撞室5和质量分析部6的室内压力的输入。实施例的质量分析装置S能够变更上述各室内的压力。
控制部8控制上述样品的离子化、样品离子束向质量分析部6的输送或入射、质量分离、离子检测、数据处理和用户输入部10所接受的输入的处理等。
[离子选择的方法]
接着，对于质量分析装置S从离子化后的样品中选择特定的离子的方法进行说明。
图3是详细地表示质量分析装置S所具有的电极11、12和13的图。图3中，作为例子，示出了各电极11、12和13分别由四根棒状电极构成的四极质谱仪(QMS：quadrupole massspectrometer)。另外，电极的结构在QMS以外也可以是由四根以上棒状电极构成的多极质谱仪。另外，四根棒状电极可以是圆柱形状的电极，也可以是一组电极各自的相对面为双极面形状的电极。
如图3所示，对真空室4和碰撞室5所具有的电极，例如仅施加交流电压。具体而言，对2组电极中一组的电极，施加交流电压+ΦRF＝VCOSWt，对另一组的电极，施加上述交流电压的逆相位的-ΦRF＝-VCOSWt。此处，如图3所示成组的2根电极彼此相对。因施加上述电压而产生的电场，使带电的离子振动，另一方面，对中性的粒子没有作用。从而，带电的离子通过真空室4和碰撞室5，而中性的粒子几乎不通过该室。
另一方面，对质量分析部6具有的电极，例如施加直流电压和交流电压双者。具体而言，对2组电极中一组的电极，施加直流电压与交流电压的和+ΦDC+RF＝U+VqCOSWqt，对另一组的电极，施加上述电压的逆相位的-ΦDC+RF＝-U-VqCOSWqt。此处，如图3所示成组的2根电极彼此相对。因施加上述电压而产生的电场，使m/Z比处于特定的范围或为特定值的离子通过，而不使除此以外的离子通过。
对于质量分析部6选择离子的原理，参考图4和图5更详细地进行说明。在施加了上述电压的四根棒状电极之间，生成下式所示的高频电场Ex和Ey。
[数学式1]
离子化后的样品沿着质量分析部6所具有的电极之间的中心轴(图中z轴方向)被导入，在式(1)所示的高频电场中通过。上述高频电场中的离子的x轴方向和y轴方向的轨道的稳定性，由根据离子的运动方程(Mathieu方程)导出的以下无量纲参数a和q决定。
[数学式2]
此处，无量纲参数a和q是QMS中的稳定性参数。另外，式(2)和式(3)中的r0表示相对的电极之间的距离的半值，e表示基本电荷，m/Z表示离子的质荷比，U表示对电极13施加的直流电压，VRF表示高频电压的振幅，ΩRF表示角振动频率。r0、U、VRF和ΩRF的值确定的话，各离子种类根据其质荷比m/Z，与a-q平面上的不同的(a，q)点对应。用于使各离子通过质量分析部6并被离子检测部7检测出的直流电压和交流电压的值的组的集合，在a-q平面上形成区域。上述区域被称为稳定区域。
图4是表示a-q平面的图。图4(a)是表示a-q平面的整体的图，图4(b)是将a-q平面内的四个区域的边界点附近放大的图。图4(a)和(b)中带有阴影的场所是稳定区域。图4(a)中示出的直线，是根据式(2)和式(3)导出的以下式4表示的直线。
[数学式3]
由式(4)可知，通过使直流电压U和交流电压的振幅VRF变化，直线的斜率变化。增大直流电压的值U时直线的斜率增大，直线不与稳定区域相交。即，直流电压U越大，离子越不能通过质量分析部6。另外，交流电压的振幅VRF越大，直线的斜率越小，直线与稳定区域相交。即，交流电压的振幅VRF越大，离子越易于通过质量分析部6。
此处，如式(2)和式(3)所示，施加的电压固定时，(a，q)点与质荷比1对1地对应。从而，如果直线中与稳定区域相交的部分短，则只有更少的离子通过质量分析部6。特别的是，以直线通过稳定区域与不稳定区域的边界点的方式设定了电压U和VRF的情况下，仅一种离子能够通过质量分析部6。
具体而言，一部分离子一边在电极13a、13b、13c、13d之间振动一边通过质量分析部6，与此不同，另一部分离子振动发散，向图3所示的x轴方向或y轴方向出射。这样，质量分析装置S通过调节施加的电压，能够变更要检测的离子。
图5是表示每个离子种类的检测数的质谱数据。图5所示的离子种类M-1、M、M+1，分别对应于在图4(b)的直线上示出的M-1、M、M+1。如图5所示，稳定区域中的点即离子M，与位于不稳定区域中的离子M-1和离子M+1相比，检测出了更多数量。
[管嘴部的形状]
接着，对于实施例的质量分析装置S具有的管嘴部3的形状进行说明。
图6是管嘴部3和真空室4的截面图。图6中，管嘴部3与真空室4一体地形成，但管嘴3也可以与真空室4是可拆装的。
图7是管嘴部3的截面图。图7(a)是在图3所示的yz平面上截断的情况下的管嘴部3的截面图。图7(b)是在图7(a)所示的位置z1处沿着xy平面将管嘴3截断的情况下的截面图。图7(c)是在图7(a)所示的位置z2处沿着xy平面将管嘴3截断的情况下的截面图。另外，图7(a)和(b)所示的箭头，表示了样品流入真空室4时在xy平面的方向上膨胀的状况。
如图7(a)所示，管嘴部3的内部，是流入口3a、流出口3b和分支部3c各自的中心轴在同一直线3d上的结构。另外，分支部3c被与管嘴部3的内壁连接的支承部3e支承。
分支部3c具有随着向样品流的下游去而直径减小的锥形状的凸部3f。换言之，分支部3c具有随着从流入口3a侧向流出口3b侧去而直径变小的凸部3f。图7(a)中，作为例子示出了上述凸部3f是圆锥形状的凸部3f。从而，分支部3c具有大致圆形的截面。
另外，如图7(a)和(b)所示，分支部3c被多个支承部3e支承，支承部3e设置在管嘴部3的内壁中与流出口3b相比靠近流入口3a的位置。分支部3c也可以被一个支承部3e支承。另外，凸部3f的中心轴与分支部3c的中心轴相同，因此与流出口3b的中心轴也大致一致。
如图7(b)所示，通过流入口3a后的样品流，在通过中心轴上的流通路径3g之后，因存在分支部3c和支承部3e而分支为多股。如图7(c)所示，流出口3b附近因为存在分支部3c而形状成为圆环形状。因此，样品的流体并不集合成一体而是以空间上隔开的状态或分离的状态向真空室4喷出。该在空间上分离的流体，因为存在分支部3c所具有的圆锥形状的凸部3f，而易于分别向中心轴3d流动而交叉。
另外，分支部3c的截面是大致圆形，分支后的样品通过大致相同压力的通路到达流出口，所以分支后的流体的膨胀波及其反射波分别适当地相互抵消。为了使膨胀波及其反射波良好地抵消，优选分支后的样品的流体通过相同压力和相同长度的通路到达流出口。因此，例如设计为流入口3a、流出口3b和分支部3c各自的中心轴一致。
图8是对样品流进行比较的图。图8(a)是表示使用现有的管嘴部的情况下的样品流的图。图8(b)是表示使用实施例的管嘴部3的情况下的样品流的图。
现有的管嘴部16中，在内部没有设置分支部。因此，样品作为集合为一体的流体从管嘴部16的流出口16b流出，在真空室中形成膨胀波。另一方面，关于通过实施例的管嘴部3的样品，该流体被分支部3c分支后从流出口3b流出，在真空室4中形成多个膨胀波。上述多个膨胀波和/或其反射波相互干涉而使y轴方向的成分相互抵消。结果，在射流的边界上反射的膨胀波减少。
图9是表示对样品流进行数值分析的结果的图。图9(a)是表示使用现有的管嘴部16的情况下的样品流的图。图9(b)是表示使用本实施例的管嘴部3的情况下的样品流的图。此处，用颜色深浅表示压力分布，越深处表示压力越高。
使用现有的管嘴部16的情况下，向真空室17流入的样品的射流中，周期性地出现了压力较高处和较低处。上述压力较高处是形成了马赫盘的场所。因为形成这样的马赫盘，质量分析的灵敏度会变差。
另一方面，使用实施例的管嘴部3的情况下，向真空室4流入的样品的射流中，上述压力的周期性的分布几乎没有出现。即，可知使用实施例的管嘴部3的情况下，马赫盘的生成大幅受到抑制。
如参考图8(b)所说明的，马赫盘的生成受到抑制的理由，可以认为是因为样品的流体在管嘴部3的内部分支、以相互交叉的方向从流出口3b流出。上述马赫盘的抑制机制并不依赖于射流的形状。因此，实施例的质量分析装置S中，即使管嘴部3上游的压力和真空室4的压力被变更，也能够抑制马赫盘的生成。即，实施例的质量分析装置S对于广泛的运转条件都能够抑制马赫盘的生成。抑制马赫盘生成可以实现质量分析的灵敏度的提高和稳定化。
＜变形例1＞
图10是变形例1的管嘴部18的截面图。图10(a)是在图3所示的yz平面上截断的情况下的管嘴18的截面图。图10(b)是在图10(a)所示的位置z1处沿着xy平面将管嘴部18截断的情况下的截面图。图10(c)是在图10(a)所示的位置z2处沿着xy平面将管嘴部18截断的情况下的截面图。
实施例的管嘴部3中，样品从流入口3a向管嘴部3流入后，通过梯形的空间到达分支部3c并分支。与此不同，变形例1的管嘴部18构成为样品向流入口18a流入后立刻分支。具体而言，管嘴部18包括具有前端位于流入口18a侧的凸部18d的分支部18c。
这样，样品通过流入口18a后立即成为因分支部18c而分支的气体流。由此，在分支部18c周边，气体流易于均匀地分散。结果，样品流入真空室4后立刻使膨胀波及其反射波的xy方向的成分良好地抵消。即，马赫盘的生成受到抑制。
另外，在设置了上述分支部18c的管嘴部18中能够将固定分支部18c的支承部18e设计为z轴方向上较长，与实施例的管嘴部3相比较能够更牢固地支承分支部18c。另外，分支部18c的凸部18d也可以比流入口18a向管嘴部18的外侧突出。
图11是表示分支部18的凸部18d从流入口18a突出的状况的图。分支部18c的凸部18d因为样品的流体碰撞而易于附着脏污。因为上述脏污相对于分支部18c脱离附着等而使质量分析的灵敏度降低，所以管嘴部18需要定期地清洗。图11所示的例子中，凸部18d易于清洗，维护性提高。结果，质量分析的分析数据中不易产生误差。
＜变形例2＞
图12是变形例2的管嘴部19的截面图。图12(a)是在图3所示的yz平面上截断的情况下的管嘴部19的截面图。图12(b)是在图12(a)所示的位置z1处沿着xy平面将管嘴部19截断的情况下的截面图。图12(c)是在图12(a)所示的位置z2处沿着xy平面将管嘴部19截断的情况下的截面图。
实施例的管嘴部3中，在z轴方向的一处支承分支部3c。与此不同，变形例2的管嘴部19在样品流动的方向上的两处支承分支部19a。图12(a)中，分支部19a被在z1和z2处设置的支承部19b和19c支承。这样，与实施例的管嘴部3相比较，能够更牢固地固定分支部19a。
另外，如图12(b)和(c)所示，优选在z1和z2的位置，分别从多个方向支承分支部19a。这样，与从一个方向支承分支部的情况不同，能够更牢固地支承分支部19a。
＜变形例3＞
图13是变形例3的管嘴部20的截面图。图13(a)是在图3所示的yz平面上截断的情况下的管嘴部20的截面图。图13(b)是在图13(a)所示的位置z1处沿着xy平面将管嘴部20截断的情况下的截面图。图13(c)是在图13(a)所示的位置z2处沿着xy平面将管嘴部20截断的情况下的截面图。
如图13所示，变形例3的管嘴部20在样品流动的方向的两个点从不同的方向支承分支部20a。如图13(b)和(c)所示，分支部20a在z1的位置从与y轴方向平行的方向被支承部20b支承，在z2的位置从与x轴方向平行的方向被支承部20c支承。这样，样品的流体被分支为多股，样品向真空室4流入时膨胀波及其反射波易于相互干涉。
＜变形例4＞
图14是变形例4的管嘴部21的截面图。如图14所示，管嘴部21的分支部21a被螺旋形状的支承部21b支承。该情况下，样品一边在xy平面内旋转一边流入真空室4，所以膨胀波易于交叉，马赫盘被良好地抑制。另外，因为分支部21a和支承部21b和管嘴内部的内壁的接触面积增大，所以分支部21a被牢固地支承。
＜变形例5＞
图15是变形例5的管嘴部22的截面图。图15(a)是在图3所示的yz平面上截断的情况下的管嘴部22的截面图。图15(b)是在图15(a)所示的位置z1处沿着xy平面将管嘴部22截断的情况下的截面图。
变形例5中，分支部22a被以分支部22a的外周和管嘴部22的内壁的外周为边界的、设置了多个孔22c的圆环形状的支承部22b支承。使用上述支承部22b的情况下，样品从多个孔22c通过。由此，多股流体交叉，马赫盘易于被抑制。另外，因为分支部22a和支承部22b和管嘴内部的内壁的接触面积增大，所以分支部22a被牢固地支承。
＜变形例6＞
图16是变形例6的管嘴部23的截面图。图16(a)是在图3所示的yz平面上截断的情况下的管嘴部23的截面图。图16(b)是在图16(a)所示的位置z1处沿着xy平面将管嘴部23截断的情况下的截面图。图16(c)是在图16(a)所示的位置z2处沿着xy平面将管嘴部23截断的情况下的截面图。
变形例6的管嘴部23中，在流出口附近设置有随着从流入口向流出口去而直径减小的锥形状的分支部23a。另外，在流出口附近，在与分支部23a相同的位置设置有具有包围分支部23a的开口部的、开口部的直径随着从流入口侧向流出口侧去而减小的外廓部23b。上述分支部23a与外廓部23b彼此被支承部23c连接。
使用设置了上述分支部23a和外廓部23b的管嘴部23的情况下，样品流入真空室4时被支承部23c分支为多股的流体，并且通过分支部23a与外廓部23b之间的带有倾斜的槽。结果，在真空室4内多个膨胀波交叉而相互干涉，能够抑制马赫盘的生成。
另外，如上所述，变形例6的管嘴部是通过倾斜的槽从而使分支的样品交叉的结果，所以即使不使分支部23a的中心轴与流入口的中心轴一致地使气体流分支，也可以充分地得到抑制马赫盘的生成的效果。变形例6的管嘴部23是在流出口附近设置用支承部23c连接的分支部23a和外廓部23b的简单的结构，所以与流出口的上游侧的体系无关，这一点是优点。
＜变形例7＞
图17是变形例7的管嘴部24的截面图。实施例的管嘴部3中，分支部3c所具有的凸部3f的前端与流出口3b的开口端位于同一位置。与此不同，变形例7的管嘴部24中，分支部24a所具有的凸部24b的前端位于与流出口24c的开口端相比深入流入口侧的位置。即，从凸部24b的前端到流出口24c存在距离。上述结构例如通过使支承部24d的位置与内壁的流出口侧相比靠近流入口侧地设计能够实现。
分支后的样品分别沿着凸部24b的倾斜面流动，在凸部24b的前端的前方且在真空室4之前交叉。因此，样品流在流入真空室4之前使相互的y轴方向的成分良好地抵消，所以能够抑制膨胀波的膨胀。即，变形例7的管嘴部24能够抑制马赫盘。
＜变形例8＞
实施例的质量分析装置S中，是在管嘴部3与碰撞室5之间仅设置了一个真空室4的结构。也可以是设置多个真空室4、真空度阶段性地提高的结构。此时，可以对存在多个的真空室的各个中分别设置离子引导电极并施加高频电压。
＜变形例9＞
实施例的质量分析装置S中，假设质量分析部6具有四个电极。质量分析部6具有的电极不限于四个。质量分析部6也可以具有施加直流电压Un和交流电压VnRFCOS(ΩRF+RF)的n(n是2以上的整数)组棒状电极。这样，离子的选择性能提高。
[总结]
在质量分析装置S所具有的管嘴部3的内部，设置使样品流分支的分支部3c，分支部3c具有随着向流出口3b去而直径减小的锥形状的凸部3f。具有上述结构的质量分析装置S使分支后的样品流交叉而流入真空室4。上述相互交叉的样品流使膨胀波的反射波抵消而抑制马赫盘的生成。
另外，上述凸部3f可以是圆锥形状。这样，样品在分支部3c的端部向中心轴均等的流动，所以膨胀波的反射波良好地相互抵消，抑制马赫盘的生成。
例如，上述凸部3f的中心轴与流出口3b的中心轴大致一致。这样，流出口3b的形状以上述中心轴为中心地对称，所以膨胀波的反射波良好地相互抵消，抑制马赫盘的生成。
支承分支部3c的支承部3e，可以设置在管嘴部3的内壁中与流出口3b相比靠近流入口3a的位置。这样，样品以流体的紊乱较少的状态到达分支部3c的端部，所以膨胀波的反射波良好地相互抵消，抑制马赫盘的生成。
上述圆锥形状的凸部3f的顶点，例如与流出口3b的开口端相比位于流入口3a侧。这样，分支后的样品流分别充分地交叉之后，向真空室4流入。结果，可以认为膨胀波的反射波良好地相互抵消，抑制马赫盘的生成。
另外，本发明不限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具有说明的全部结构。另外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。
本说明书中，以质量分析装置S为例说明了上述管嘴部3的用途。但是，上述管嘴部3的用途不仅限于质量分析装置。上述管嘴部3能够应用于使流体在压力比为50倍以上的室间移动的各种装置。
本说明书中引用的全部刊物、专利文献通过引用并入本说明书中。
附图标记说明
S……质量分析装置，1……前处理部，2……离子化部，3……管嘴部，3a……流入口，3b……流出口，3c……分支部，3d……中心轴，3e……支承部，3f……凸部，3g……流通路径，4……真空室，5……碰撞室，6……质量分析部，7……离子检测部，8……数据处理部，9……显示部，10……用户输入部，11a、11b、11c、11d……电极，12a、12b、12c、12d……电极，13a、13b、13c、13d……电极，14……电压源，15……控制部，16……管嘴部，17……真空室，18～24……管嘴部。

Claims (14)

1.一种质量分析装置，其包括：
使样品离子化的离子化部；
管嘴部，其具有：与所述离子化部由流通管连接的、供离子化后的所述样品流入的流入口；和供流入的所述样品流出的流出口；
真空室，其被真空排气单元排气，所述样品能够从所述管嘴部流入；
质量分析部，其与所述真空室相比位于所述样品的样品流的下游，用于从所述样品中选择离子；和
离子检测部，其检测所述质量分析部所选择的离子，
所述质量分析装置的特征在于：
在所述管嘴部的内部设置有使所述样品的样品流分支的分支部，
所述分支部具有随着向所述流出口去而直径减小的锥形状的凸部。
2.如权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于：
所述凸部是圆锥形状。
3.如权利要求2所述的质量分析装置，其特征在于：
所述凸部的中心轴与所述流出口的中心轴大致一致。
4.如权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于：
所述分支部具有大致圆形的截面。
5.如权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于：
支承所述分支部的支承部在所述管嘴部的内壁设置于与所述流出口相比靠近所述流入口的位置。
6.如权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于：
所述分支部被多个支承部支承。
7.如权利要求4所述的质量分析装置，其特征在于：
所述分支部被以所述分支部的外周和所述管嘴部的内壁的外周为边界的、设置有多个孔的圆环形状的支承部支承。
8.如权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于：
所述流通管内的压力P1与所述真空室内的压力P2的比P1/P2是50倍以上。
9.如权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于：
所述质量分析部具有施加直流电压Un和交流电压VnRFCOS(ΩRF+RF)的n(n是2以上的整数)组棒状电极。
10.如权利要求2所述的质量分析装置，其特征在于：
所述凸部的顶点与所述流出口的开口端相比位于所述流入口侧。
11.如权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于：
还具有外廓部，其具有包围所述分支部的开口部，是所述开口部的直径随着从所述流入口侧向所述流出口侧去而减小的锥形状。
12.如权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于：
所述分支部中，所述流入口侧的端部从所述流入口突出。
13.一种质量分析装置中使用的管嘴部件，其特征在于：
具有供离子化后的样品流入的流入口和供流入的所述样品流出的流出口，在内部设置有使所述样品的样品流分支的分支部，
所述分支部具有随着向所述流出口去而直径减小的锥形状的凸部。
14.一种质量分析装置，其包括：
使样品离子化的离子化部；
管嘴部，其具有：与所述离子化部由流通管连接的、供离子化后的所述样品流入的流入口；和供流入的所述样品流出的流出口；
真空室，其被真空排气单元排气，所述样品能够从所述管嘴部流入；
质量分析部，其与所述真空室相比位于所述样品的样品流的下游，用于从所述样品中选择离子；和
离子检测部，其检测所述质量分析部所选择的离子，
所述质量分析装置的特征在于：
在所述管嘴部的内部设置有使所述样品的样品流分支的分支部，
所述分支部使分支后的所述样品的样品流交叉地流入所述真空室。
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