JP2000057989A - 質量分析計及び質量分析方法 - Google Patents
質量分析計及び質量分析方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 分析サンプルを含む複数の流体ストリームを
イオンを質量分析器内へ同時に導入することなしに受け
入れる。 【解決手段】 減圧チャンバー８、サンプリング領域
７、サンプリング・オリフィス５、第１軸線３７に沿っ
て通過する帯電粒子を受け入れる質量分析器を備え、複
数の帯電粒子ジェット生成手段は分析流体から誘導され
た帯電粒子ジェットを生成し、軸線がサンプリング領域
内で第１軸線と交差するように配置する。ジェット選択
手段４を配置して第１アパーチャ４０を通って帯電粒子
が中空部材３６の内部に入って第１軸線に向かって移動
し得るよう為す。アパーチャをジェット軸線に対して順
次整列させ、帯電粒子を中空部材の内部に順次入れさ
せ、サンプリング・オリフィスから減圧チャンバー内へ
通過させ、引き続き前記質量分析器によって質量分析さ
せる。
イオンを質量分析器内へ同時に導入することなしに受け
入れる。 【解決手段】 減圧チャンバー８、サンプリング領域
７、サンプリング・オリフィス５、第１軸線３７に沿っ
て通過する帯電粒子を受け入れる質量分析器を備え、複
数の帯電粒子ジェット生成手段は分析流体から誘導され
た帯電粒子ジェットを生成し、軸線がサンプリング領域
内で第１軸線と交差するように配置する。ジェット選択
手段４を配置して第１アパーチャ４０を通って帯電粒子
が中空部材３６の内部に入って第１軸線に向かって移動
し得るよう為す。アパーチャをジェット軸線に対して順
次整列させ、帯電粒子を中空部材の内部に順次入れさ
せ、サンプリング・オリフィスから減圧チャンバー内へ
通過させ、引き続き前記質量分析器によって質量分析さ
せる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、サンプル（又は
試料）をイオン化するプロセスが帯電粒子のジェット生
成を含んでいる質量分析計に関する。より詳細には、本
発明は、エレクトロスプレー・イオン化或いは大気圧イ
オン化による液体サンプルの分析用のマルチ・インレッ
トの質量分析計に関するが、特定の他のタイプにも適用
可能である質量分析計に関する。
試料）をイオン化するプロセスが帯電粒子のジェット生
成を含んでいる質量分析計に関する。より詳細には、本
発明は、エレクトロスプレー・イオン化或いは大気圧イ
オン化による液体サンプルの分析用のマルチ・インレッ
トの質量分析計に関するが、特定の他のタイプにも適用
可能である質量分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】高分子及び／或は熱的不安定性生体分子
の複雑な混合物が、現在、エレクトロスプレー・イオン
化或は大気圧イオン化の質量分析によって、現在、ルー
チン化されて分析され、しばしば、液体クロマトグラフ
法或は毛管電気泳動法による分離を追従する。最適に
は、そうした分析を実行するために、クロマトグラフ装
置からの溶離剤(eluent)が質量分析計のエレクトロスプ
レー・イオン化ソース或は大気圧イオン化ソースへ直に
供給される。これら双方のイオン化技法は、非常に大き
な高分子量のサンプルの無損傷の分子イオンを生成で
き、特にエレクトロスプレー・イオン化の場合には、こ
れらイオンが相当数の電荷を担持し得る。これによっ
て、それらの質量対電荷比を、四重極或はイオン・トラ
ップ等の比較的安価な質量分析器で測定され得る範囲内
にする。
の複雑な混合物が、現在、エレクトロスプレー・イオン
化或は大気圧イオン化の質量分析によって、現在、ルー
チン化されて分析され、しばしば、液体クロマトグラフ
法或は毛管電気泳動法による分離を追従する。最適に
は、そうした分析を実行するために、クロマトグラフ装
置からの溶離剤(eluent)が質量分析計のエレクトロスプ
レー・イオン化ソース或は大気圧イオン化ソースへ直に
供給される。これら双方のイオン化技法は、非常に大き
な高分子量のサンプルの無損傷の分子イオンを生成で
き、特にエレクトロスプレー・イオン化の場合には、こ
れらイオンが相当数の電荷を担持し得る。これによっ
て、それらの質量対電荷比を、四重極或はイオン・トラ
ップ等の比較的安価な質量分析器で測定され得る範囲内
にする。
【０００３】（ガスよりは）溶液の分析用に使用される
これらエレクトロスプレー及び大気圧イオン化の各ソー
スは、高圧の雰囲気圧力（典型的には大気圧）の領域内
での帯電粒子から成るジェットの生成と、これら帯電粒
子の内の少なくとも幾分かをそれらが質量分析されるこ
とになるより低圧の領域内へ通す手段とを含む。こうし
たジェットは、典型的には、前記溶液から作り出される
小滴から成るエアロゾルを含み、これら小滴は高圧の領
域内の不活性ガス分子との衝突で少なくとも部分的に脱
溶媒和を被り得る。
これらエレクトロスプレー及び大気圧イオン化の各ソー
スは、高圧の雰囲気圧力（典型的には大気圧）の領域内
での帯電粒子から成るジェットの生成と、これら帯電粒
子の内の少なくとも幾分かをそれらが質量分析されるこ
とになるより低圧の領域内へ通す手段とを含む。こうし
たジェットは、典型的には、前記溶液から作り出される
小滴から成るエアロゾルを含み、これら小滴は高圧の領
域内の不活性ガス分子との衝突で少なくとも部分的に脱
溶媒和を被り得る。
【０００４】エレクトロスプレーでのイオン化ソースの
場合、エアロゾルは分析されるべき溶液を含有する毛細
管の出口と、その下流側に配された対向電極との間に３
ｋＶから６ｋＶの間の電位差を維持することによって形
成される。エアロゾル内に含有される小滴は帯電され、
該エアロゾルが形成されている領域を通って流される不
活性ガス（通常加熱されている）の分子との衝突で、少
なくとも部分的に脱溶媒和させられる。次いで、そうし
て作り出された帯電粒子はノズル-スキマー減圧段を通
過させられて、それらが質量分析させられる減圧又は真
空領域内に入る。多くの生体分子の場合、エレクトロス
プレー・イオン化によって作り出されたイオンは夥しい
数の電荷を担持するので、それらの質量対電荷比は、も
しそうしたイオンが単一荷電させられていれば、使用不
可能となるような適度なコストの四重極質量分析器の質
量範囲内になり得る。先行技術に係るエレクトロスプレ
ー・イオン化ソースは米国特許第４，５３１，０５６
号、第４，５４２，２９３号、第４，２０９，６９６
号、第４，９７７，３２０号、並びに第５，５０４，３
２７号、ＰＣＴ特許出願第９５／２４２５９号、第９８
／１１５９５号、並びに第９７／２９５０８号、更に
は、英国特許出願第２，３０８，２２７号に開示されて
いる。エレクトロスプレー・イオン化の技術は、Fenn等
の「Mass Spectrom,Rev.」，１９９０年，第９冊，３７
〜７０頁、及び、Smith等の「Mass Spectrom, Rev.」，
１９９１年，第１０冊，３５９〜４５１頁で再検討され
ている。
場合、エアロゾルは分析されるべき溶液を含有する毛細
管の出口と、その下流側に配された対向電極との間に３
ｋＶから６ｋＶの間の電位差を維持することによって形
成される。エアロゾル内に含有される小滴は帯電され、
該エアロゾルが形成されている領域を通って流される不
活性ガス（通常加熱されている）の分子との衝突で、少
なくとも部分的に脱溶媒和させられる。次いで、そうし
て作り出された帯電粒子はノズル-スキマー減圧段を通
過させられて、それらが質量分析させられる減圧又は真
空領域内に入る。多くの生体分子の場合、エレクトロス
プレー・イオン化によって作り出されたイオンは夥しい
数の電荷を担持するので、それらの質量対電荷比は、も
しそうしたイオンが単一荷電させられていれば、使用不
可能となるような適度なコストの四重極質量分析器の質
量範囲内になり得る。先行技術に係るエレクトロスプレ
ー・イオン化ソースは米国特許第４，５３１，０５６
号、第４，５４２，２９３号、第４，２０９，６９６
号、第４，９７７，３２０号、並びに第５，５０４，３
２７号、ＰＣＴ特許出願第９５／２４２５９号、第９８
／１１５９５号、並びに第９７／２９５０８号、更に
は、英国特許出願第２，３０８，２２７号に開示されて
いる。エレクトロスプレー・イオン化の技術は、Fenn等
の「Mass Spectrom,Rev.」，１９９０年，第９冊，３７
〜７０頁、及び、Smith等の「Mass Spectrom, Rev.」，
１９９１年，第１０冊，３５９〜４５１頁で再検討され
ている。
【０００５】歴史的に、ＡＰＩソースがガス中の微量物
質の分析用に開発されたが（例えば、英国特許第１，５
８４，４５９号に記載されたソース）、現在では溶液の
分析用に広範囲にわたって使用されている。そうしたソ
ースにおいて、帯電粒子から成るジェットは、高雰囲気
圧の領域内における噴霧器によって溶液から小滴から成
るエアロゾルを先ず作り出し、次いで、例えばそのエア
ロゾル近辺における電極間に維持されたコロナ放電等の
独立した（又は別の）イオン化プロセスでそれら小滴を
帯電することによって生成される。そうして作り出され
た帯電小滴は、エレクトロスプレー・ソースの場合のよ
うに脱溶媒和させられ得て、それで帯電粒子が作り出さ
れる。例えば、Horning、Carroll等の「J. Chromato
g.」，１９７４年，第９９冊，１３〜２１頁を参照のこ
と。コロナ放電の代わりに、イオン化のための他の形態
が利用可能であり、例えば63Ｎｉ放射性フォイル（箔）
や数多くの異なるタイプの噴霧器が使用可能である。こ
れら初期の装置に基づくより最近のイオン・ソースは、
大気圧化学イオン化ソース（ＡＰＣＩ）として知られ、
それは、イオン化が本質的には化学イオン化プロセス、
即ち、サンプル分子の、放電或は主要イオン化の他の手
段で生成された主要イオンとの反応であるからである。
実際には、別のイオン化プロセスは常に必要とされるこ
とがなく、ある種のイオン・ソースでは噴霧段階自体が
帯電粒子ジェットを生成するものであり、それは小滴か
らのイオン蒸発の結果であり、それら小滴のバルク溶液
からの形成中に帯電される。
質の分析用に開発されたが（例えば、英国特許第１，５
８４，４５９号に記載されたソース）、現在では溶液の
分析用に広範囲にわたって使用されている。そうしたソ
ースにおいて、帯電粒子から成るジェットは、高雰囲気
圧の領域内における噴霧器によって溶液から小滴から成
るエアロゾルを先ず作り出し、次いで、例えばそのエア
ロゾル近辺における電極間に維持されたコロナ放電等の
独立した（又は別の）イオン化プロセスでそれら小滴を
帯電することによって生成される。そうして作り出され
た帯電小滴は、エレクトロスプレー・ソースの場合のよ
うに脱溶媒和させられ得て、それで帯電粒子が作り出さ
れる。例えば、Horning、Carroll等の「J. Chromato
g.」，１９７４年，第９９冊，１３〜２１頁を参照のこ
と。コロナ放電の代わりに、イオン化のための他の形態
が利用可能であり、例えば63Ｎｉ放射性フォイル（箔）
や数多くの異なるタイプの噴霧器が使用可能である。こ
れら初期の装置に基づくより最近のイオン・ソースは、
大気圧化学イオン化ソース（ＡＰＣＩ）として知られ、
それは、イオン化が本質的には化学イオン化プロセス、
即ち、サンプル分子の、放電或は主要イオン化の他の手
段で生成された主要イオンとの反応であるからである。
実際には、別のイオン化プロセスは常に必要とされるこ
とがなく、ある種のイオン・ソースでは噴霧段階自体が
帯電粒子ジェットを生成するものであり、それは小滴か
らのイオン蒸発の結果であり、それら小滴のバルク溶液
からの形成中に帯電される。
【０００６】ＡＰＩソースの更なる変形は、サーモスプ
レー・イオン化として知られ、溶液を強度に加熱された
毛細管に通過させることによって該溶液が噴霧される。
（例えば米国特許第４，７３０，１１１号を参照のこ
と。）この噴霧方法は、グロー放電或は電子衝突イオン
化等の様々な方法によって補助される可能性があるが、
追加的なイオン化段階無しに、引き続く質量分析に対し
て充分なイオンをしばしば作り出す。
レー・イオン化として知られ、溶液を強度に加熱された
毛細管に通過させることによって該溶液が噴霧される。
（例えば米国特許第４，７３０，１１１号を参照のこ
と。）この噴霧方法は、グロー放電或は電子衝突イオン
化等の様々な方法によって補助される可能性があるが、
追加的なイオン化段階無しに、引き続く質量分析に対し
て充分なイオンをしばしば作り出す。
【０００７】同一ソースにおいて、同時に使用される
か、或は、噴霧方法又はイオン化方法を代替的に使用さ
れるかの何れかで、上述された特徴の組み合わせを提供
するイオン化ソースも知られている。例えば、現行生産
における殆どのエレクトロスプレー・イオン化ソースも
ＡＰＣＩ能力を発揮する。例えば、Andrien及びBoyleの
「Spectroscopy」，１９９５年，第２冊、４２〜４４
頁、ＰＣＴ特許出願第９５／２４２５９号及び第９８／
１１５９５号、並びに、英国特許出願第２，３０８，２
２７号を参照のこと。
か、或は、噴霧方法又はイオン化方法を代替的に使用さ
れるかの何れかで、上述された特徴の組み合わせを提供
するイオン化ソースも知られている。例えば、現行生産
における殆どのエレクトロスプレー・イオン化ソースも
ＡＰＣＩ能力を発揮する。例えば、Andrien及びBoyleの
「Spectroscopy」，１９９５年，第２冊、４２〜４４
頁、ＰＣＴ特許出願第９５／２４２５９号及び第９８／
１１５９５号、並びに、英国特許出願第２，３０８，２
２７号を参照のこと。
【０００８】上述されたタイプの帯電粒子ジェットのソ
ースは、液体クロマトグラフからの溶離剤を分析するべ
く非常に頻繁に使用され、このようにしてルーチン化さ
れた状態で現在利用されている。液体クロマトグラフと
直にインタフェースするために且つ非常に大きな質量の
熱的に不安定な分子から特性的なイオンを作り出すため
のこれらソースの能力は、例えば、医療用スクリーニン
グ・プログラム用に（Rasheed, Bucknall等の「Clin. C
hem.」，１９９７年，第４３：７冊，１１２９〜１１４
１頁等を参照のこと）に、そして、ＤＮＡ及びタンパク
質順序付け用に（例えばＰＣＴ特許出願第９４／１６１
０１号）、可能な限り短時間で多数のサンプル分析を為
し得る自動化システムに対する需要を最近では創出して
いる。このタイプの応用は、もしそれらが費用効果的で
あるならば非常に高いスループットを必要とするが、帯
電粒子ソースの先行技術に係るタイプは単一クロマトグ
ラフの溶離剤のみを受け入れることができるだけであ
る。ＡＰＩソースに取り付けられた液体クロマトグラフ
用の自動流れ切り替え構成は、Hagiwara等（「J. Mass
Spectrom. Sec. Japan」，１９９６年、第４４（２）
冊，２４９〜２５９頁）によって教示されているが、１
つのクロマトグラフによって実行される繰り返し分析中
にイオン・ソースの汚染を低減しようとするものであ
る。
ースは、液体クロマトグラフからの溶離剤を分析するべ
く非常に頻繁に使用され、このようにしてルーチン化さ
れた状態で現在利用されている。液体クロマトグラフと
直にインタフェースするために且つ非常に大きな質量の
熱的に不安定な分子から特性的なイオンを作り出すため
のこれらソースの能力は、例えば、医療用スクリーニン
グ・プログラム用に（Rasheed, Bucknall等の「Clin. C
hem.」，１９９７年，第４３：７冊，１１２９〜１１４
１頁等を参照のこと）に、そして、ＤＮＡ及びタンパク
質順序付け用に（例えばＰＣＴ特許出願第９４／１６１
０１号）、可能な限り短時間で多数のサンプル分析を為
し得る自動化システムに対する需要を最近では創出して
いる。このタイプの応用は、もしそれらが費用効果的で
あるならば非常に高いスループットを必要とするが、帯
電粒子ソースの先行技術に係るタイプは単一クロマトグ
ラフの溶離剤のみを受け入れることができるだけであ
る。ＡＰＩソースに取り付けられた液体クロマトグラフ
用の自動流れ切り替え構成は、Hagiwara等（「J. Mass
Spectrom. Sec. Japan」，１９９６年、第４４（２）
冊，２４９〜２５９頁）によって教示されているが、１
つのクロマトグラフによって実行される繰り返し分析中
にイオン・ソースの汚染を低減しようとするものであ
る。
【０００９】同時に動作する幾つかの毛細管を有するエ
レクトロスプレー・イオン化・ソースが、Kostiainen及
びBrums（「Rapid Commun. in Mass Spectrometry」，
１９９４年、第８冊、５４９〜５８頁）によって報告さ
れているが、この装置はアナライト又は検体の単一流か
らのイオン化効率を改善しようとするものである。Andr
ien，Whitehouse等のＰＣＴ特許出願第ＷＯ９９／１３
４９２号（１９９９年３月１８日公表）では、マルチ・
インレット・エレクトロスプレー／ＡＰＩ質量分析計が
開示されており、導入された複数種の溶液の内の少なく
とも２つが同時にイオン化させられている。次いで、こ
れら２種の溶液から生成されたイオンの混合物は質量分
析器内へ導入される。しかしながらそうした同時導入
は、必然的に、それら２つの溶液の混合を表す質量スペ
クトル・データとなり、よってこの方法はその応用性に
限られている。
レクトロスプレー・イオン化・ソースが、Kostiainen及
びBrums（「Rapid Commun. in Mass Spectrometry」，
１９９４年、第８冊、５４９〜５８頁）によって報告さ
れているが、この装置はアナライト又は検体の単一流か
らのイオン化効率を改善しようとするものである。Andr
ien，Whitehouse等のＰＣＴ特許出願第ＷＯ９９／１３
４９２号（１９９９年３月１８日公表）では、マルチ・
インレット・エレクトロスプレー／ＡＰＩ質量分析計が
開示されており、導入された複数種の溶液の内の少なく
とも２つが同時にイオン化させられている。次いで、こ
れら２種の溶液から生成されたイオンの混合物は質量分
析器内へ導入される。しかしながらそうした同時導入
は、必然的に、それら２つの溶液の混合を表す質量スペ
クトル・データとなり、よってこの方法はその応用性に
限られている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】それ故に、本発明の目
的は質量分析計を提供することであり、各々が分析され
るべきサンプルを含むことから成る複数の流体ストリー
ムの２つ以上からイオンを当該質量分析計の質量分析器
内へ同時に導入することなしに、それら複数の流体スト
リームを受け入れることができる帯電粒子イオン化ジェ
ット・ソースを備えて構成されるマルチ・インレットの
質量分析計を提供することである。本発明の他の目的
は、高解像度の液体クロマトグラフによって分離させら
れたそうしたストリーム内の種の分析を許容するため
に、充分迅速に、それらストリームの全てから質量スペ
クトル・データを作り出すことができるそうした分析計
を提供することである。
的は質量分析計を提供することであり、各々が分析され
るべきサンプルを含むことから成る複数の流体ストリー
ムの２つ以上からイオンを当該質量分析計の質量分析器
内へ同時に導入することなしに、それら複数の流体スト
リームを受け入れることができる帯電粒子イオン化ジェ
ット・ソースを備えて構成されるマルチ・インレットの
質量分析計を提供することである。本発明の他の目的
は、高解像度の液体クロマトグラフによって分離させら
れたそうしたストリーム内の種の分析を許容するため
に、充分迅速に、それらストリームの全てから質量スペ
クトル・データを作り出すことができるそうした分析計
を提供することである。
【００１１】更なる目的は、複数の流体ストリームの２
つ以上からイオンを質量分析器内へ同時に導入すること
なしに、それら複数の流体ストリームを分析するため
に、帯電粒子イオン化ジェット・ソースを用いる質量分
析の方法を提供することである。本発明の他の目的は、
高解像度の液体クロマトグラフ法によって分離されたそ
れら流体ストリーム内の種の分析を許容するために、充
分高速であるそうした方法を提供することである。本発
明の更なる目的は、２つ以上の流体の流れを分析でき
る、エレクトロスプレー、サーモスプレー、及び／或
は、ＡＰＩのイオン・ソースを備える質量分析計と、そ
れら質量分析計を操作する方法とを提供することであ
る。また他の目的は、同時に動作させることができる複
数のクロマトグラフを備える液体クロマトグラフ質量分
析計を提供することであり、更なる目的としてはそれを
操作する方法を提供することである。
つ以上からイオンを質量分析器内へ同時に導入すること
なしに、それら複数の流体ストリームを分析するため
に、帯電粒子イオン化ジェット・ソースを用いる質量分
析の方法を提供することである。本発明の他の目的は、
高解像度の液体クロマトグラフ法によって分離されたそ
れら流体ストリーム内の種の分析を許容するために、充
分高速であるそうした方法を提供することである。本発
明の更なる目的は、２つ以上の流体の流れを分析でき
る、エレクトロスプレー、サーモスプレー、及び／或
は、ＡＰＩのイオン・ソースを備える質量分析計と、そ
れら質量分析計を操作する方法とを提供することであ
る。また他の目的は、同時に動作させることができる複
数のクロマトグラフを備える液体クロマトグラフ質量分
析計を提供することであり、更なる目的としてはそれを
操作する方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】これらの目的に従って本
発明は、減圧チャンバー、前記減圧チャンバーよりも高
い圧力であるサンプリング領域、前記サンプリング領域
及び前記減圧チャンバーの間を連通するサンプリング・
オリフィス、並びに、前記サンプリング領域から前記減
圧チャンバー内へ前記サンプリング・オリフィスを通る
第１軸線に沿って通過する少なくとも一部の帯電粒子を
受け入れる質量分析器を備える質量分析計を提供するも
のであり、この質量分析計は、 ａ）各々に分析されるべき流体が供給されて、該流体か
ら誘導されてジェット軸線に整列した帯電粒子から成る
ジェットを各々が生成する複数の帯電粒子ジェット生成
手段であり、各々が異なるジェット軸線を有するよう
に、且つ、それらジェット軸線の全てが前記サンプリン
グ領域内で前記第１軸線と交差するように配置されてい
る複数の帯電粒子ジェット生成手段と、 ｂ）前記ジェット軸線及び前記第１軸線の交点が内部に
入るように配置された中空部材であり、前記ジェット軸
線に整列可能な少なくとも１つの第１アパーチャを有す
る中空部材であり、該第１アパーチャを通って、前記帯
電粒子ジェット内に含まれる少なくとも一部の帯電粒子
が前記中空部材の内部に入って前記第１軸線に向かって
移動し得ることになる第１アパーチャを有する中空部材
を具備するジェット選択手段と、 ｃ）前記中空部材における前記アパーチャを前記ジェッ
ト軸線各々に対して順次整列させ、それによって、前記
ジェット各々に含まれる少なくとも一部の帯電粒子を前
記中空部材の内部に順次入れさせ、前記サンプリング・
オリフィスから前記減圧チャンバー内へ通過させ、そし
て引き続き前記質量分析器に入るようにさせる手段と、
を更に備えることを特徴としている。
発明は、減圧チャンバー、前記減圧チャンバーよりも高
い圧力であるサンプリング領域、前記サンプリング領域
及び前記減圧チャンバーの間を連通するサンプリング・
オリフィス、並びに、前記サンプリング領域から前記減
圧チャンバー内へ前記サンプリング・オリフィスを通る
第１軸線に沿って通過する少なくとも一部の帯電粒子を
受け入れる質量分析器を備える質量分析計を提供するも
のであり、この質量分析計は、 ａ）各々に分析されるべき流体が供給されて、該流体か
ら誘導されてジェット軸線に整列した帯電粒子から成る
ジェットを各々が生成する複数の帯電粒子ジェット生成
手段であり、各々が異なるジェット軸線を有するよう
に、且つ、それらジェット軸線の全てが前記サンプリン
グ領域内で前記第１軸線と交差するように配置されてい
る複数の帯電粒子ジェット生成手段と、 ｂ）前記ジェット軸線及び前記第１軸線の交点が内部に
入るように配置された中空部材であり、前記ジェット軸
線に整列可能な少なくとも１つの第１アパーチャを有す
る中空部材であり、該第１アパーチャを通って、前記帯
電粒子ジェット内に含まれる少なくとも一部の帯電粒子
が前記中空部材の内部に入って前記第１軸線に向かって
移動し得ることになる第１アパーチャを有する中空部材
を具備するジェット選択手段と、 ｃ）前記中空部材における前記アパーチャを前記ジェッ
ト軸線各々に対して順次整列させ、それによって、前記
ジェット各々に含まれる少なくとも一部の帯電粒子を前
記中空部材の内部に順次入れさせ、前記サンプリング・
オリフィスから前記減圧チャンバー内へ通過させ、そし
て引き続き前記質量分析器に入るようにさせる手段と、
を更に備えることを特徴としている。
【００１３】好適実施例において、少なくとも１つの第
２アパーチャが前記ジェット選択手段の前記中空部材に
設けられ、前記第１アパーチャを通って入る帯電粒子
が、前記第１軸線との交差の後に、その第２アパーチャ
を通過して前記内部から外に出ることができる。このよ
うにして帯電粒子ジェットは、それが選択された際に被
る擾乱が最小となる。
２アパーチャが前記ジェット選択手段の前記中空部材に
設けられ、前記第１アパーチャを通って入る帯電粒子
が、前記第１軸線との交差の後に、その第２アパーチャ
を通過して前記内部から外に出ることができる。このよ
うにして帯電粒子ジェットは、それが選択された際に被
る擾乱が最小となる。
【００１４】更なる好適実施例において本発明は、少な
くとも１つの前記帯電粒子ジェット生成手段が、下流側
に配置された対向電極手段に対して高電位に維持された
エアロゾル生成手段を備えているこから成るエレクトロ
スプレー・イオン化質量分析計を提供するものである。
前記対向電極手段は、導電性材で形成され得る前記中空
部材と、前記中空部材における前記アパーチャが前記エ
アロゾル生成手段の前記ジェット軸線と整列された際に
前記中空部材から外に出る前記帯電粒子から成るジェッ
トの経路内に配置された更なる対向電極との双方か、或
は、その何れか一方を好都合にも含むことができる。前
記エアロゾル生成手段は毛細管を含むことができる。好
ましくは、噴霧ガスが、単一ジェット・エレクトロスプ
レー・ソースの先行技術タイプのように、エアロゾル形
成を補助すべく前記毛細管と同軸状の管によって該毛細
管の出口に供給される。加熱された乾燥ガスをも、エア
ロゾル内に作り出された小滴の脱溶媒和を補助すべく、
前記サンプリング領域内における前記エアロゾル生成手
段の前記出口に供給され得る。
くとも１つの前記帯電粒子ジェット生成手段が、下流側
に配置された対向電極手段に対して高電位に維持された
エアロゾル生成手段を備えているこから成るエレクトロ
スプレー・イオン化質量分析計を提供するものである。
前記対向電極手段は、導電性材で形成され得る前記中空
部材と、前記中空部材における前記アパーチャが前記エ
アロゾル生成手段の前記ジェット軸線と整列された際に
前記中空部材から外に出る前記帯電粒子から成るジェッ
トの経路内に配置された更なる対向電極との双方か、或
は、その何れか一方を好都合にも含むことができる。前
記エアロゾル生成手段は毛細管を含むことができる。好
ましくは、噴霧ガスが、単一ジェット・エレクトロスプ
レー・ソースの先行技術タイプのように、エアロゾル形
成を補助すべく前記毛細管と同軸状の管によって該毛細
管の出口に供給される。加熱された乾燥ガスをも、エア
ロゾル内に作り出された小滴の脱溶媒和を補助すべく、
前記サンプリング領域内における前記エアロゾル生成手
段の前記出口に供給され得る。
【００１５】代替実施例において、大気圧イオン化質量
分析計が提供され、各帯電粒子生成手段が、前記流体か
ら小滴を生成するエアロゾル生成手段と、そのようにし
て作り出された小滴を帯電する手段とを具備している。
また、エアロゾル加熱手段が、前記エアロゾル生成手段
によって作り出された小滴の脱溶媒和を為すために提供
され得る。好都合にも、前記小滴を帯電する前記手段
は、前記サンプリング領域内に配置され且つコロナ放電
を形成することになる電位に維持された放電電極を含む
ことができる。前記エアゾル生成手段は、上述したエレ
クトロスプレー・ジェット生成手段の場合のように、噴
霧ガスを供給する管を含むことができる。
分析計が提供され、各帯電粒子生成手段が、前記流体か
ら小滴を生成するエアロゾル生成手段と、そのようにし
て作り出された小滴を帯電する手段とを具備している。
また、エアロゾル加熱手段が、前記エアロゾル生成手段
によって作り出された小滴の脱溶媒和を為すために提供
され得る。好都合にも、前記小滴を帯電する前記手段
は、前記サンプリング領域内に配置され且つコロナ放電
を形成することになる電位に維持された放電電極を含む
ことができる。前記エアゾル生成手段は、上述したエレ
クトロスプレー・ジェット生成手段の場合のように、噴
霧ガスを供給する管を含むことができる。
【００１６】帯電粒子ジェット生成手段の全てが同等で
ある必要性はない。例えば、２つのエレクトロスプレー
・イオン化生成手段及び２つの大気圧イオン化生成手段
を用いることは、本発明の範囲内である。更に、１つ或
はそれ以上の前記帯電粒子ジェット生成手段はサーモス
プレー・イオン化装置を含むことができ、その場合、前
記サンプルのイオン化が、前記サンプル溶液が通って流
れる毛細管を強力に加熱することによって実行されてい
る。
ある必要性はない。例えば、２つのエレクトロスプレー
・イオン化生成手段及び２つの大気圧イオン化生成手段
を用いることは、本発明の範囲内である。更に、１つ或
はそれ以上の前記帯電粒子ジェット生成手段はサーモス
プレー・イオン化装置を含むことができ、その場合、前
記サンプルのイオン化が、前記サンプル溶液が通って流
れる毛細管を強力に加熱することによって実行されてい
る。
【００１７】また、質量分析計用の較正混合物を導入す
べく、前記帯電粒子ジェット生成手段の内の１つを用い
ることが有益である。このようにして、質量分析計較正
は各サンプリング・サイクルごとに更新され得て、該質
量分析計の質量測定精度は結果として改善され得る。
べく、前記帯電粒子ジェット生成手段の内の１つを用い
ることが有益である。このようにして、質量分析計較正
は各サンプリング・サイクルごとに更新され得て、該質
量分析計の質量測定精度は結果として改善され得る。
【００１８】更なる好適実施例において、帯電粒子ジェ
ット生成手段はそれらが作り出すジェットが前記第１軸
線へ方向付けられるように容易に配置され、前記アパー
チャを整列する前記手段は、前記中空部材を回転してア
パーチャを前記帯電粒子ジェット生成手段の各々と順次
一列に並ばせるモータ手段を含むことができる。好都合
にも、これらジェットは前記第１軸線に直交するように
配列され得るが、これは絶対的なことではない。この径
方向配置によって、各生成手段によって作り出される帯
電粒子の少なくとも一部が前記サンプリング・オリフィ
スを通過して、質量分析器によって分析されることを可
能としている。もし、より好適であるように、２つ以上
のアパーチャが設けられたならば、それらアパーチャは
典型的には径方向で対向する対となるように配列され
て、前記中空部材が任意の所与の位置にある際、一方の
アパーチャが前記帯電粒子生成手段の内の１つと整列し
ている場合、その対の他方のアパーチャが出口アパーチ
ャを提供して、そこを通って帯電粒子ジェットが最小限
の擾乱で前記中空部材から逸脱し得ることなる。好適実
施例においては２つのアパーチャが相互に直に対向する
ように提供され、前記中空部材が回転させられて、該中
空部材におけるそれらアパーチャを特定のジェット軸線
に整列させる。
ット生成手段はそれらが作り出すジェットが前記第１軸
線へ方向付けられるように容易に配置され、前記アパー
チャを整列する前記手段は、前記中空部材を回転してア
パーチャを前記帯電粒子ジェット生成手段の各々と順次
一列に並ばせるモータ手段を含むことができる。好都合
にも、これらジェットは前記第１軸線に直交するように
配列され得るが、これは絶対的なことではない。この径
方向配置によって、各生成手段によって作り出される帯
電粒子の少なくとも一部が前記サンプリング・オリフィ
スを通過して、質量分析器によって分析されることを可
能としている。もし、より好適であるように、２つ以上
のアパーチャが設けられたならば、それらアパーチャは
典型的には径方向で対向する対となるように配列され
て、前記中空部材が任意の所与の位置にある際、一方の
アパーチャが前記帯電粒子生成手段の内の１つと整列し
ている場合、その対の他方のアパーチャが出口アパーチ
ャを提供して、そこを通って帯電粒子ジェットが最小限
の擾乱で前記中空部材から逸脱し得ることなる。好適実
施例においては２つのアパーチャが相互に直に対向する
ように提供され、前記中空部材が回転させられて、該中
空部材におけるそれらアパーチャを特定のジェット軸線
に整列させる。
【００１９】前記帯電粒子ジェット生成手段は、前記第
１軸線を中心として１８０°未満の円弧を取り囲むよう
に配置され得る。中空部材が回転するに連れて、該中空
部材における一方のアパーチャが各ジェットからの帯電
粒子を該中空部材に順次入れさせる役割を果たし、他方
のアパーチャが対応する出口アパーチャとしての役割を
果たす。次いで前記中空部材の更なる回転は、出口アパ
ーチャとして先行して役立っているアパーチャが次の中
空部材の１８０°の回転で入口アパーチャとなるよう
に、それら２つのアパーチャの役割を逆転する。理解し
て頂けるように、所望に応じてより多くのアパーチャを
設けることができ、前記帯電粒子ジェット生成器が周り
を取り囲むように配列される前記円弧が前記中空部材に
おける隣接アパーチャ間の角度未満となる。
１軸線を中心として１８０°未満の円弧を取り囲むよう
に配置され得る。中空部材が回転するに連れて、該中空
部材における一方のアパーチャが各ジェットからの帯電
粒子を該中空部材に順次入れさせる役割を果たし、他方
のアパーチャが対応する出口アパーチャとしての役割を
果たす。次いで前記中空部材の更なる回転は、出口アパ
ーチャとして先行して役立っているアパーチャが次の中
空部材の１８０°の回転で入口アパーチャとなるよう
に、それら２つのアパーチャの役割を逆転する。理解し
て頂けるように、所望に応じてより多くのアパーチャを
設けることができ、前記帯電粒子ジェット生成器が周り
を取り囲むように配列される前記円弧が前記中空部材に
おける隣接アパーチャ間の角度未満となる。
【００２０】更に好ましくは、前記中空部材におけるア
パーチャが前記帯電粒子ジェット生成手段の各々と順次
整列された際、該中空部材の動きは所定時間停止させら
れる。これによって、帯電粒子が各生成手段から、順
次、所定期間、抽出されることを可能としており、しか
も、他の生成手段によって作り出される帯電粒子からの
干渉無しで可能としている。次いで、特定の帯電粒子ジ
ェットがサンプリングされている間だけ、質量分析計か
らの関連データが取得される。取得される前記データ
を、その時にサンプリングされている前記生成手段と関
連付ける、例えば、前記ジェット選択手段の位置を検出
し、それに応じて対応するデータにフラグを立てること
によって関連付ける手段が提供され得る。
パーチャが前記帯電粒子ジェット生成手段の各々と順次
整列された際、該中空部材の動きは所定時間停止させら
れる。これによって、帯電粒子が各生成手段から、順
次、所定期間、抽出されることを可能としており、しか
も、他の生成手段によって作り出される帯電粒子からの
干渉無しで可能としている。次いで、特定の帯電粒子ジ
ェットがサンプリングされている間だけ、質量分析計か
らの関連データが取得される。取得される前記データ
を、その時にサンプリングされている前記生成手段と関
連付ける、例えば、前記ジェット選択手段の位置を検出
し、それに応じて対応するデータにフラグを立てること
によって関連付ける手段が提供され得る。
【００２１】本発明に従った装置は、複数のクロマトグ
ラフをも備えることができ、それらの各溶離剤を異なる
帯電粒子ジェット生成手段にフィード（供給）する。典
型的には、液体クロマトグラフがエレクトロスプレー・
イオン化と組合わされて使用されるが、ガス・クロマト
グラフ或は毛管電気泳動の分離装置も利用され得る。４
つのそうしたクロマトグラフ及びそれらに対応して相互
に４５°を成して配置された生成手段を用いて、２つの
アパーチャを含むジェット選択手段が０．１秒間に各ク
ロマトグラフ溶離剤を抽出し得て、各生成手段間の移動
に０．１秒を要する。こうして、完全な質量スペクトル
が、４つのクロマトグラフ分析が実行されている間に、
単一秒当たり１回よりもより頻繁に各クロマトグラフ毎
に生成され得る。
ラフをも備えることができ、それらの各溶離剤を異なる
帯電粒子ジェット生成手段にフィード（供給）する。典
型的には、液体クロマトグラフがエレクトロスプレー・
イオン化と組合わされて使用されるが、ガス・クロマト
グラフ或は毛管電気泳動の分離装置も利用され得る。４
つのそうしたクロマトグラフ及びそれらに対応して相互
に４５°を成して配置された生成手段を用いて、２つの
アパーチャを含むジェット選択手段が０．１秒間に各ク
ロマトグラフ溶離剤を抽出し得て、各生成手段間の移動
に０．１秒を要する。こうして、完全な質量スペクトル
が、４つのクロマトグラフ分析が実行されている間に、
単一秒当たり１回よりもより頻繁に各クロマトグラフ毎
に生成され得る。
【００２２】質量分析器の任意の好都合なタイプ、例え
ば、磁気セクタ分析器、四重極分析器、イオン・トラッ
プ分析器或は飛行時間式分析器、３重の四重極質量分析
計等のタンデム式質量分析計が本発明において使用され
得る。飛行時間式及びイオン・トラップ式の質量分析器
は特に適切であり、その理由は質量対電荷比の全てのイ
オンを略同時に検出する能力が故である。結果として、
前記ジェット選択手段が何れかの特定ジェット生成手段
から帯電粒子を抽出している間に、歪曲されていない完
全なスペクトルが、走査質量分析器で可能であろうより
も短時間の内に記録され得る。次いでそうして取得され
たデータは、前記ジェット選択手段が次の生成手段と整
列するやいなや前記分析器が取得を始めることができる
ように、そのジェット選択手段がそれら生成手段間を移
動している期間に処理され得る。このようにして、ジェ
ット生成手段の各々が抽出される速度を速めることが可
能であり、それによって各生成手段からの経時変化デー
タの損失を最少化する。しかしながらタンデム式質量分
析計、特に３重の四重極質量分析計もまた、本発明を用
いて達成可能となるより大きな抽出スループットの恩恵
を受ける。
ば、磁気セクタ分析器、四重極分析器、イオン・トラッ
プ分析器或は飛行時間式分析器、３重の四重極質量分析
計等のタンデム式質量分析計が本発明において使用され
得る。飛行時間式及びイオン・トラップ式の質量分析器
は特に適切であり、その理由は質量対電荷比の全てのイ
オンを略同時に検出する能力が故である。結果として、
前記ジェット選択手段が何れかの特定ジェット生成手段
から帯電粒子を抽出している間に、歪曲されていない完
全なスペクトルが、走査質量分析器で可能であろうより
も短時間の内に記録され得る。次いでそうして取得され
たデータは、前記ジェット選択手段が次の生成手段と整
列するやいなや前記分析器が取得を始めることができる
ように、そのジェット選択手段がそれら生成手段間を移
動している期間に処理され得る。このようにして、ジェ
ット生成手段の各々が抽出される速度を速めることが可
能であり、それによって各生成手段からの経時変化デー
タの損失を最少化する。しかしながらタンデム式質量分
析計、特に３重の四重極質量分析計もまた、本発明を用
いて達成可能となるより大きな抽出スループットの恩恵
を受ける。
【００２３】他の局面から見た場合、本発明は、減圧チ
ャンバーよりも圧力が高いサンプリング領域から、第１
軸線に沿ったサンプリング・オリフィスを通って該減圧
チャンバー内へ進む帯電粒子を質量分析することを含む
質量分析方法を提供するものであり、 ａ）分析されるべき流体を複数の帯電粒子ジェット生成
器手段の各々に供給して、ジェット軸線に沿って前記流
体から誘導される帯電粒子のジェットを生成することで
あり、前記帯電粒子ジェット生成手段がそれぞれ異なる
ジェット軸線を有し、それらジェット軸線の各々が前記
サンプリング領域内における前記第１軸線と直交してい
ること、 ｂ）帯電粒子のジェットの内の少なくとも幾つかのジェ
ットを中空部材内における第１アパーチャと整列して、
該中空部材の内部で前記ジェット軸線及び前記第１軸線
が交差するように為すことによって、帯電粒子のジェッ
トの内の少なくとも幾つかのジェットを順次選択して、
そうして選択された該ジェットに含まれる帯電粒子が前
記中空部材本体内に入ることができ、前記第１軸線に向
かって移動し、それら帯電粒子の内の少なくとも一部が
その第１軸線に沿って前記サンプリング・オリフィスを
通過して前記減圧チャンバー内に入るように為すこと、
を特徴とする。
ャンバーよりも圧力が高いサンプリング領域から、第１
軸線に沿ったサンプリング・オリフィスを通って該減圧
チャンバー内へ進む帯電粒子を質量分析することを含む
質量分析方法を提供するものであり、 ａ）分析されるべき流体を複数の帯電粒子ジェット生成
器手段の各々に供給して、ジェット軸線に沿って前記流
体から誘導される帯電粒子のジェットを生成することで
あり、前記帯電粒子ジェット生成手段がそれぞれ異なる
ジェット軸線を有し、それらジェット軸線の各々が前記
サンプリング領域内における前記第１軸線と直交してい
ること、 ｂ）帯電粒子のジェットの内の少なくとも幾つかのジェ
ットを中空部材内における第１アパーチャと整列して、
該中空部材の内部で前記ジェット軸線及び前記第１軸線
が交差するように為すことによって、帯電粒子のジェッ
トの内の少なくとも幾つかのジェットを順次選択して、
そうして選択された該ジェットに含まれる帯電粒子が前
記中空部材本体内に入ることができ、前記第１軸線に向
かって移動し、それら帯電粒子の内の少なくとも一部が
その第１軸線に沿って前記サンプリング・オリフィスを
通過して前記減圧チャンバー内に入るように為すこと、
を特徴とする。
【００２４】１つの好適な方法は、前記の選択されたジ
ェットが前記中空部材における第２アパーチャを通って
外に出ることを可能とすることを更に含む。他の好適な
方法では、エレクトロスプレー・イオン化によって、例
えば、前記帯電粒子ジェット生成手段の下流側に配置さ
れた対向電極手段に対して高電位で小滴のエアロゾルを
生成することによって、前記帯電粒子ジェットが作り出
される。代替的には、或は、追加的には、大気圧イオン
化によって、例えば、エアロゾルを生成し、そうして作
り出された小滴をコロナ放電で帯電させることによっ
て、前記帯電粒子ジェットを作り出し得る。
ェットが前記中空部材における第２アパーチャを通って
外に出ることを可能とすることを更に含む。他の好適な
方法では、エレクトロスプレー・イオン化によって、例
えば、前記帯電粒子ジェット生成手段の下流側に配置さ
れた対向電極手段に対して高電位で小滴のエアロゾルを
生成することによって、前記帯電粒子ジェットが作り出
される。代替的には、或は、追加的には、大気圧イオン
化によって、例えば、エアロゾルを生成し、そうして作
り出された小滴をコロナ放電で帯電させることによっ
て、前記帯電粒子ジェットを作り出し得る。
【００２５】本発明に従った更なる好適方法は、前記帯
電粒子ジェットの内の少なくとも幾つかのジェット各々
を順次質量分析するサイクルの繰り返しを含むと共に、
複数のそうしたサイクルの間に選択された帯電粒子ジェ
ット各々に対する質量スペクトル・データの取得を含
む。好適方法における帯電粒子の質量分析の段階は、そ
れらの質量対電荷比を飛行時間式質量分析器或はイオン
・トラップ質量分析器を用いて測定することを含むが、
３重の四重極等のタンデム式質量分析器等をも使用可能
である。更に別の好適方法は、前記中空部材を固定位置
に維持することによって、所定時間、前記帯電粒子ジェ
ットの内の１つのジェットを選択し、その所定時間の間
に質量スペクトル・データを取得し、次いで、質量スペ
クトルが取得されることになる前記帯電粒子ジェットの
内の次のジェットを選択すべく前記中空部材を整列し
て、該整列が行われている間はデータ取得を禁止するこ
とを含む。
電粒子ジェットの内の少なくとも幾つかのジェット各々
を順次質量分析するサイクルの繰り返しを含むと共に、
複数のそうしたサイクルの間に選択された帯電粒子ジェ
ット各々に対する質量スペクトル・データの取得を含
む。好適方法における帯電粒子の質量分析の段階は、そ
れらの質量対電荷比を飛行時間式質量分析器或はイオン
・トラップ質量分析器を用いて測定することを含むが、
３重の四重極等のタンデム式質量分析器等をも使用可能
である。更に別の好適方法は、前記中空部材を固定位置
に維持することによって、所定時間、前記帯電粒子ジェ
ットの内の１つのジェットを選択し、その所定時間の間
に質量スペクトル・データを取得し、次いで、質量スペ
クトルが取得されることになる前記帯電粒子ジェットの
内の次のジェットを選択すべく前記中空部材を整列し
て、該整列が行われている間はデータ取得を禁止するこ
とを含む。
【００２６】典型的には、前記帯電粒子ジェット生成手
段各々に対して供給される前記流体は、クロマトグラフ
からの溶離剤を含む。こうして本発明は、複数の質量分
析計の必要性なしに或は溶離剤流を直に切り替えること
なしに、複数のクロマトグラフからの溶離剤の質量スペ
クトル分析を同時に実行する方法を提供するものであ
る。
段各々に対して供給される前記流体は、クロマトグラフ
からの溶離剤を含む。こうして本発明は、複数の質量分
析計の必要性なしに或は溶離剤流を直に切り替えること
なしに、複数のクロマトグラフからの溶離剤の質量スペ
クトル分析を同時に実行する方法を提供するものであ
る。
【００２７】以下、本発明の好適実施例を図面を参照し
てより詳細に説明する。
てより詳細に説明する。
【００２８】
【発明を実施する形態】先ず図１で参照されるように、
本発明に従った質量分析計は、ジェット軸線３（図２を
も参照のこと）に沿って帯電粒子２から成るジェットを
生成する複数の帯電粒子ジェット生成手段（その内の１
つが符号１で示されている）と、以下により詳細に説明
される符号４で全般的に示されているジェット選択手段
とを備える。コーン（円錐体）６の頂点に形成されたサ
ンプリング（抽出）・オリフィス５は、サンプリング領
域７と、サンプリング体９内に形成された減圧チャンバ
ー８との間の連通を提供する。減圧チャンバー８は抜き
取り領域１０を通じ、通路１１及び１２そしてポート１
３を介して排気されて、約１ｍｍＨｇから５ｍｍＨｇの
間の圧力に維持されている。中空の円錐部材１４が（Ｐ
ＥＥＫ等の充填ＰＴＦＥから形成された）アダプタ１５
内に嵌合され、該アダプタにサンプリング体９が取り付
けられている。この中空円錐部材１４は、その頂点にオ
リフィスを有し、該オリフィスを通じて帯電粒子が抜き
取りチャンバー１０から該中空円錐部材１４内部に進む
ことができる。絶縁ワッシャ１６は中空円錐部材１４及
びサンプリング体９の間の電気的な接触を防止し、それ
らサンプリング体９及び中空円錐体１４の間の電位差を
維持させることを可能としている。中空円錐部材１４の
内部は、真空ポンプ１８で排気させられると共に六極
（ヘキサポール）イオンガイド装置１９を有する第２減
圧チャンバー１７と連通している。このチャンバー１７
はポンプ１８によって約１０-2乃至１０-3ｍｍＨｇに維
持されている。抜き取り領域１０から中空円錐部材１４
を通って進むイオンは、次いで、ガイド装置１９を透過
し、オリフィス２０を通って真空ポンプ２３で１０-5ｍ
ｍＨｇ未満の圧力に維持された第３の減圧チャンバー２
２内へ入る。好都合にもガイド装置１９は、著しい質量
識別なしで最適化されたイオン透過をもたらすＲＦ専用
六極イオンガイドを含むことができるが、他のタイプの
イオンガイドも使用可能である。イオン・プッシャー(i
on pusher)２４、ドリフト領域２５、イオン反射器２
６、並びに、イオン検出器２７を含む従来の直交加速飛
行時間式の質量分析器が、第３減圧領域２２内に具備さ
れている。オリフィス２０を通って第３減圧チャンバー
２２に入るイオンは、静電レンズ２１によってイオン・
プッシャー２４内へ収束される。検出器信号プロセッサ
６３を介してイオン検出器２７からの信号をも受信する
分析器コントローラ２９で制御されるパルス発生器２８
によって、イオン放逐パルスがイオン・プッシャー２４
に供給される。ディジタル・コンピュータ３０が提供さ
れて、飛行時間式質量分析器によって生成されたデータ
を処理し、全体的な分析計を制御する。この飛行時間式
質量分析器の動作又は操作は従来通りである。
本発明に従った質量分析計は、ジェット軸線３（図２を
も参照のこと）に沿って帯電粒子２から成るジェットを
生成する複数の帯電粒子ジェット生成手段（その内の１
つが符号１で示されている）と、以下により詳細に説明
される符号４で全般的に示されているジェット選択手段
とを備える。コーン（円錐体）６の頂点に形成されたサ
ンプリング（抽出）・オリフィス５は、サンプリング領
域７と、サンプリング体９内に形成された減圧チャンバ
ー８との間の連通を提供する。減圧チャンバー８は抜き
取り領域１０を通じ、通路１１及び１２そしてポート１
３を介して排気されて、約１ｍｍＨｇから５ｍｍＨｇの
間の圧力に維持されている。中空の円錐部材１４が（Ｐ
ＥＥＫ等の充填ＰＴＦＥから形成された）アダプタ１５
内に嵌合され、該アダプタにサンプリング体９が取り付
けられている。この中空円錐部材１４は、その頂点にオ
リフィスを有し、該オリフィスを通じて帯電粒子が抜き
取りチャンバー１０から該中空円錐部材１４内部に進む
ことができる。絶縁ワッシャ１６は中空円錐部材１４及
びサンプリング体９の間の電気的な接触を防止し、それ
らサンプリング体９及び中空円錐体１４の間の電位差を
維持させることを可能としている。中空円錐部材１４の
内部は、真空ポンプ１８で排気させられると共に六極
（ヘキサポール）イオンガイド装置１９を有する第２減
圧チャンバー１７と連通している。このチャンバー１７
はポンプ１８によって約１０-2乃至１０-3ｍｍＨｇに維
持されている。抜き取り領域１０から中空円錐部材１４
を通って進むイオンは、次いで、ガイド装置１９を透過
し、オリフィス２０を通って真空ポンプ２３で１０-5ｍ
ｍＨｇ未満の圧力に維持された第３の減圧チャンバー２
２内へ入る。好都合にもガイド装置１９は、著しい質量
識別なしで最適化されたイオン透過をもたらすＲＦ専用
六極イオンガイドを含むことができるが、他のタイプの
イオンガイドも使用可能である。イオン・プッシャー(i
on pusher)２４、ドリフト領域２５、イオン反射器２
６、並びに、イオン検出器２７を含む従来の直交加速飛
行時間式の質量分析器が、第３減圧領域２２内に具備さ
れている。オリフィス２０を通って第３減圧チャンバー
２２に入るイオンは、静電レンズ２１によってイオン・
プッシャー２４内へ収束される。検出器信号プロセッサ
６３を介してイオン検出器２７からの信号をも受信する
分析器コントローラ２９で制御されるパルス発生器２８
によって、イオン放逐パルスがイオン・プッシャー２４
に供給される。ディジタル・コンピュータ３０が提供さ
れて、飛行時間式質量分析器によって生成されたデータ
を処理し、全体的な分析計を制御する。この飛行時間式
質量分析器の動作又は操作は従来通りである。
【００２９】カバー６５によって包囲されたヒータ６４
はサンプリング体９に取り付けられて、該サンプリング
体９２を任意の所望温度に維持すべく使用される。タン
パク質等の熱的に不安定なサンプルの分析には、約７０
℃の温度が適切であるが、おおよそ１５０℃までのより
高い温度がより安定したサンプルに対しては有益であり
得る。
はサンプリング体９に取り付けられて、該サンプリング
体９２を任意の所望温度に維持すべく使用される。タン
パク質等の熱的に不安定なサンプルの分析には、約７０
℃の温度が適切であるが、おおよそ１５０℃までのより
高い温度がより安定したサンプルに対しては有益であり
得る。
【００３０】ジェット選択手段４は位置決めされて、そ
れにおけるアパーチャがジェット軸線３の内の１つと整
列させられると、選択された帯電粒子ジェット生成手段
１の内の１つによって作り出される帯電粒子はサンプリ
ング領域７を通過する。図１に示される実施例における
ジェット生成手段１は、エレクトロスプレー・プローブ
（図３により詳細に示される）を備え、それの毛細管又
は毛管は電源３５によって中空部材３６（ジェット選択
手段４の一部）を含む対向電極に対して高電位に維持さ
れ、それによってサンプリング領域７内に帯電粒子から
成るエレクトロスプレーされたジェット２を生成してい
る。これら帯電粒子の内の少なくとも一部は第１軸線３
７に沿ったオリフィス５を通って第１減圧チャンバー８
に入り、次いで抜き取り領域１０内に進んで、先に説明
されたように引き続き質量分析される。
れにおけるアパーチャがジェット軸線３の内の１つと整
列させられると、選択された帯電粒子ジェット生成手段
１の内の１つによって作り出される帯電粒子はサンプリ
ング領域７を通過する。図１に示される実施例における
ジェット生成手段１は、エレクトロスプレー・プローブ
（図３により詳細に示される）を備え、それの毛細管又
は毛管は電源３５によって中空部材３６（ジェット選択
手段４の一部）を含む対向電極に対して高電位に維持さ
れ、それによってサンプリング領域７内に帯電粒子から
成るエレクトロスプレーされたジェット２を生成してい
る。これら帯電粒子の内の少なくとも一部は第１軸線３
７に沿ったオリフィス５を通って第１減圧チャンバー８
に入り、次いで抜き取り領域１０内に進んで、先に説明
されたように引き続き質量分析される。
【００３１】次に図２を参照すると、ジェット選択手段
４がより詳細に示されており、４つのエレクトロスプレ
ー・ジェット生成手段１，３８，３９，４０が相互に４
５°の角度を成して配置されることによって、それらの
先端が軸線３７（図１）を中心とした円弧上に配列され
る。これらジェット生成手段は平面４１（図１）内に第
１軸線３７と直交して配置されている。この実施例での
中空体の部材３６（以下を参照のこと）は、エレクトロ
スプレー・ジェット生成手段１，３８，３９，４０各々
に対する対向電極として役立ち、追加電極が何等設けら
れていない。しかしながら他の実施例では、例えば破線
のボックス３４で示された位置に対向電極をジェット生
成手段１に対して設けることができる。各ジェット生成
手段は分析されるべき流体が連続的に供給されて、ジェ
ット軸線３，４５，４６，４７にそれぞれ沿った連続的
なエレクトロスプレーを生成している。理解して頂ける
ように、各ジェット生成手段（例えば１）は異なるジェ
ット軸線（例えば３）を有し、これら全てのジェット軸
線はサンプリング領域７内で第１軸線３７と交差してい
る。
４がより詳細に示されており、４つのエレクトロスプレ
ー・ジェット生成手段１，３８，３９，４０が相互に４
５°の角度を成して配置されることによって、それらの
先端が軸線３７（図１）を中心とした円弧上に配列され
る。これらジェット生成手段は平面４１（図１）内に第
１軸線３７と直交して配置されている。この実施例での
中空体の部材３６（以下を参照のこと）は、エレクトロ
スプレー・ジェット生成手段１，３８，３９，４０各々
に対する対向電極として役立ち、追加電極が何等設けら
れていない。しかしながら他の実施例では、例えば破線
のボックス３４で示された位置に対向電極をジェット生
成手段１に対して設けることができる。各ジェット生成
手段は分析されるべき流体が連続的に供給されて、ジェ
ット軸線３，４５，４６，４７にそれぞれ沿った連続的
なエレクトロスプレーを生成している。理解して頂ける
ように、各ジェット生成手段（例えば１）は異なるジェ
ット軸線（例えば３）を有し、これら全てのジェット軸
線はサンプリング領域７内で第１軸線３７と交差してい
る。
【００３２】実質的に円筒形状の導電性中空部材３６は
２つのアパーチャ４８，４９を有し、該中空部材３６が
各ジェット軸線３，４５，４６，４７と順次整列する
と、該ジェット軸線はそれらアパーチャの内の対応する
アパーチャを通過し得て、選択されたエレクトロスプレ
ー・ジェット生成手段からの帯電粒子がサンプリング領
域７に進むことを許容する。勿論、サンプリング領域７
は減圧チャンバー８よりも高圧下となる。それは大気圧
であるか、或は、特にエレクトロスプレー・ソースの場
合には、大気圧を若干上下した圧力であることが可能で
ある。中空部材３６上にはバッフル管５０が設けられ
て、選択されていないジェット生成手段からの物質がサ
ンプリング領域７に入らないことを保証している。
２つのアパーチャ４８，４９を有し、該中空部材３６が
各ジェット軸線３，４５，４６，４７と順次整列する
と、該ジェット軸線はそれらアパーチャの内の対応する
アパーチャを通過し得て、選択されたエレクトロスプレ
ー・ジェット生成手段からの帯電粒子がサンプリング領
域７に進むことを許容する。勿論、サンプリング領域７
は減圧チャンバー８よりも高圧下となる。それは大気圧
であるか、或は、特にエレクトロスプレー・ソースの場
合には、大気圧を若干上下した圧力であることが可能で
ある。中空部材３６上にはバッフル管５０が設けられ
て、選択されていないジェット生成手段からの物質がサ
ンプリング領域７に入らないことを保証している。
【００３３】中空部材３６は、図１に示されるように、
ステッピングモータ５２のシャフト５１に取り付けら
れ、ブラケット５４上に搭載されたベアリング５３に支
持されている。モータ５２はモータ・コントローラ５５
で制御され、次いで該コントローラはコンピュータ３０
によって制御されている。
ステッピングモータ５２のシャフト５１に取り付けら
れ、ブラケット５４上に搭載されたベアリング５３に支
持されている。モータ５２はモータ・コントローラ５５
で制御され、次いで該コントローラはコンピュータ３０
によって制御されている。
【００３４】使用中、４つのエレクトロスプレー・ジェ
ットがひとたび設定されると、コンピュータ３０はステ
ッピングモータ５２で、中空部材３６のアパーチャが帯
電粒子ジェット生成手段１に関連されたジェット軸線３
に整列するまで該中空部材３６を回転させて、それが作
り出す帯電粒子のジェット２がサンプリング領域７に入
ることになる。次いでジェット２内における帯電粒子の
内の少なくとも一部がオリフィス５を通過してから、質
量分析される。コンピュータ３０はプログラムされて、
質量スペクトル・データが保存されている間、中空部材
３６をこの位置に所定時間（典型的には、０．１秒）保
持するようにして、その後に中空部材を進めてそのアパ
ーチャが帯電粒子ジェット生成手段３８に関連されたジ
ェット軸線４５に整列するように為して、再度、質量ス
ペクトル・データが取得されている間、中空部材を対応
する位置に保持する。中空部材が実際に移動している
間、コンピュータ３０は検出器信号プロセッサ６３から
取得されたデータを処理して、中空部材が次のジェット
軸線に整列されるやいなや質量分析器がデータ取得を即
座に為すようにしている。
ットがひとたび設定されると、コンピュータ３０はステ
ッピングモータ５２で、中空部材３６のアパーチャが帯
電粒子ジェット生成手段１に関連されたジェット軸線３
に整列するまで該中空部材３６を回転させて、それが作
り出す帯電粒子のジェット２がサンプリング領域７に入
ることになる。次いでジェット２内における帯電粒子の
内の少なくとも一部がオリフィス５を通過してから、質
量分析される。コンピュータ３０はプログラムされて、
質量スペクトル・データが保存されている間、中空部材
３６をこの位置に所定時間（典型的には、０．１秒）保
持するようにして、その後に中空部材を進めてそのアパ
ーチャが帯電粒子ジェット生成手段３８に関連されたジ
ェット軸線４５に整列するように為して、再度、質量ス
ペクトル・データが取得されている間、中空部材を対応
する位置に保持する。中空部材が実際に移動している
間、コンピュータ３０は検出器信号プロセッサ６３から
取得されたデータを処理して、中空部材が次のジェット
軸線に整列されるやいなや質量分析器がデータ取得を即
座に為すようにしている。
【００３５】中空部材の回転及び停止のサイクルは、帯
電粒子ジェット生成手段の各々が抽出される間続行し、
全プロセスが繰り返され、中空部材の回転に同期して質
量スペクトル・データを保存する。このようにして、帯
電粒子ジェット生成手段に対して供給された各種流体の
各々に対する質量スペクトル・データは、拡張された時
間期間にわたって取得され得る。
電粒子ジェット生成手段の各々が抽出される間続行し、
全プロセスが繰り返され、中空部材の回転に同期して質
量スペクトル・データを保存する。このようにして、帯
電粒子ジェット生成手段に対して供給された各種流体の
各々に対する質量スペクトル・データは、拡張された時
間期間にわたって取得され得る。
【００３６】本発明での使用に適合するエレクトロスプ
レー・ジェット生成手段１が図３に示されている。これ
は、円筒状ハウジング６７の端壁６６における凹部内に
配置されたフランジ８２を含む、剛性のある絶縁材から
形成された中空プローブ・シャフト８１を備える。ステ
ンレス鋼製シャフト延長部６８は「Ｏ」リング６９によ
ってシャフト８１の末端内に封止され、中空ステンレス
鋼先端７０は「Ｏ」リング７１によって延長部６８の端
部内に封止されている。またステンレス鋼製の細穴小径
毛細管７２はこのプローブ・アセンブリの全長にわたっ
て延在し、先端７０から隔たった端部で、例えば液体ク
ロマトグラフのカラム等の分析されるべき溶液のソース
に接続されている。
レー・ジェット生成手段１が図３に示されている。これ
は、円筒状ハウジング６７の端壁６６における凹部内に
配置されたフランジ８２を含む、剛性のある絶縁材から
形成された中空プローブ・シャフト８１を備える。ステ
ンレス鋼製シャフト延長部６８は「Ｏ」リング６９によ
ってシャフト８１の末端内に封止され、中空ステンレス
鋼先端７０は「Ｏ」リング７１によって延長部６８の端
部内に封止されている。またステンレス鋼製の細穴小径
毛細管７２はこのプローブ・アセンブリの全長にわたっ
て延在し、先端７０から隔たった端部で、例えば液体ク
ロマトグラフのカラム等の分析されるべき溶液のソース
に接続されている。
【００３７】噴霧ガス（例えば窒素）の供給は、パイプ
７３を介して、ハウジング６７内に固定された支持プレ
ート７６にクランプ７５によって取り付けられている
「Ｔ」コネクタ７４に対して行われる。毛細管７２は
「Ｔ」コネクタ７４上に残留する２つのユニオン継ぎ手
を真っ直ぐに進んで、ユニオン継ぎ手７７内で封止され
ている。毛細管７２が途切れることなく通過している一
本のより大きな穴の管７８は、「Ｔ」コネクタ７４上の
ユニオン継ぎ手７９内で封止され、プローブ・シャフト
８１の中空内部、シャフト延長部６８、並びに、プロー
ブ先端７０を通って延在している。毛細管７２は管７８
の端部から約０．５ｍｍだけ突出して、噴霧ガスが管７
８から出現し、毛細管７２から出現する溶液の静電噴霧
を補助するようにしている。
７３を介して、ハウジング６７内に固定された支持プレ
ート７６にクランプ７５によって取り付けられている
「Ｔ」コネクタ７４に対して行われる。毛細管７２は
「Ｔ」コネクタ７４上に残留する２つのユニオン継ぎ手
を真っ直ぐに進んで、ユニオン継ぎ手７７内で封止され
ている。毛細管７２が途切れることなく通過している一
本のより大きな穴の管７８は、「Ｔ」コネクタ７４上の
ユニオン継ぎ手７９内で封止され、プローブ・シャフト
８１の中空内部、シャフト延長部６８、並びに、プロー
ブ先端７０を通って延在している。毛細管７２は管７８
の端部から約０．５ｍｍだけ突出して、噴霧ガスが管７
８から出現し、毛細管７２から出現する溶液の静電噴霧
を補助するようにしている。
【００３８】エレクトロスプレー・イオン化を生じさせ
るために、エレクトロスプレー電源３５（図１）がリー
ド線８０によって「Ｔ」コネクタ７４に接続されて、該
コネクタ及び管７８，７２がエレクトロスプレー電位に
維持されるようにしている。乾燥ガス、典型的には、熱
せられた窒素がパイプ３１を通じてサンプリング領域７
内に導入されて、従来のエレクトロスプレー・イオン化
ソース内の如くに、エレクトロスプレー・ジェット生成
手段によって作り出されたエアロゾルの脱溶媒和を補助
している。
るために、エレクトロスプレー電源３５（図１）がリー
ド線８０によって「Ｔ」コネクタ７４に接続されて、該
コネクタ及び管７８，７２がエレクトロスプレー電位に
維持されるようにしている。乾燥ガス、典型的には、熱
せられた窒素がパイプ３１を通じてサンプリング領域７
内に導入されて、従来のエレクトロスプレー・イオン化
ソース内の如くに、エレクトロスプレー・ジェット生成
手段によって作り出されたエアロゾルの脱溶媒和を補助
している。
【００３９】以上に説明されたように、帯電粒子ジェッ
ト生成手段１，３８，３９，４０は、エレクトロスプレ
ー・イオン化ジェット生成手段の代わりに、大気圧イオ
ン化ジェット生成手段を含み得る。図４はそうした生成
手段を示す。同軸流噴霧器５６（図３に示される構成と
同様）と、強力に加熱される管５９を含むエアロゾル加
熱手段とは、ジェット選択手段４におけるアパーチャが
整列される度にサンプリング領域７内にエアロゾルを作
り出す。（噴霧器５６が選択されると）コロナ放電が、
放電電極５８（図５にも示される）に印加される高電位
によって、サンプリング領域７内に作り出される。その
放電内に作り出された帯電粒子は、図１及び図２に示さ
れるエレクトロスプレーが為すように、ジェット軸線５
７に沿って中空部材３６の内部へ移動する。図４に従っ
たジェット生成手段は、図２のジェット生成手段１，３
８，３９，４０の何れかか、或はそれらの全てと置き換
わることができる。
ト生成手段１，３８，３９，４０は、エレクトロスプレ
ー・イオン化ジェット生成手段の代わりに、大気圧イオ
ン化ジェット生成手段を含み得る。図４はそうした生成
手段を示す。同軸流噴霧器５６（図３に示される構成と
同様）と、強力に加熱される管５９を含むエアロゾル加
熱手段とは、ジェット選択手段４におけるアパーチャが
整列される度にサンプリング領域７内にエアロゾルを作
り出す。（噴霧器５６が選択されると）コロナ放電が、
放電電極５８（図５にも示される）に印加される高電位
によって、サンプリング領域７内に作り出される。その
放電内に作り出された帯電粒子は、図１及び図２に示さ
れるエレクトロスプレーが為すように、ジェット軸線５
７に沿って中空部材３６の内部へ移動する。図４に従っ
たジェット生成手段は、図２のジェット生成手段１，３
８，３９，４０の何れかか、或はそれらの全てと置き換
わることができる。
【００４０】図５は中空部材３６をより詳細に示してい
る。この中空部材は、２つの径方向で対向するバッフル
管５０が図示の如くに取り付けられた導電性の開放式円
筒体６０を備える。この円筒体６０は、ステッピングモ
ータ５２のシャフト５１に嵌合されている中央ブッシュ
６２に取り付けられた３つの放射状アーム６１を含むス
パイダーによって、該ステッピングモータ５２のシャフ
ト５１に支持されている。こうした開放式構造は、その
内部に存するガスが、中空部材が内に配置されているサ
ンプリング領域７の残り部分における組成物とは大きく
異ならないことを保証し、様々なジェット生成手段間の
「クロストーク」を最少化している。
る。この中空部材は、２つの径方向で対向するバッフル
管５０が図示の如くに取り付けられた導電性の開放式円
筒体６０を備える。この円筒体６０は、ステッピングモ
ータ５２のシャフト５１に嵌合されている中央ブッシュ
６２に取り付けられた３つの放射状アーム６１を含むス
パイダーによって、該ステッピングモータ５２のシャフ
ト５１に支持されている。こうした開放式構造は、その
内部に存するガスが、中空部材が内に配置されているサ
ンプリング領域７の残り部分における組成物とは大きく
異ならないことを保証し、様々なジェット生成手段間の
「クロストーク」を最少化している。
【００４１】図６は、本発明に従った（３重の四重極）
タンデム式質量分析計の著しく簡略化された概略構成図
である。複数の帯電粒子ジェット生成手段１、ジェット
選択手段４、サンプリング・コーン６、並びに、イオン
ガイド手段１９等々を含むイオン導入システムの主要構
成要素は図１により詳細に示されている。図１に示され
る直交加速飛行時間質量分析器の代わりに、３重の四重
極分析器が設けられている。これは、第１段の質量選択
四重極４２、実質的に気密なエンクロージャ３３内に封
入されたＲＦ専用六極４３を含む衝突セル、第２段の質
量分析四重極４４、並びに、イオン検出器３２を備え
る。衝突セルは、第１四重極４２からそこに渡されたイ
オンをバラバラにするために使用される。こうした３重
の四重極の質量分析器は周知であり、詳細に説明する必
要性はないであろう。
タンデム式質量分析計の著しく簡略化された概略構成図
である。複数の帯電粒子ジェット生成手段１、ジェット
選択手段４、サンプリング・コーン６、並びに、イオン
ガイド手段１９等々を含むイオン導入システムの主要構
成要素は図１により詳細に示されている。図１に示され
る直交加速飛行時間質量分析器の代わりに、３重の四重
極分析器が設けられている。これは、第１段の質量選択
四重極４２、実質的に気密なエンクロージャ３３内に封
入されたＲＦ専用六極４３を含む衝突セル、第２段の質
量分析四重極４４、並びに、イオン検出器３２を備え
る。衝突セルは、第１四重極４２からそこに渡されたイ
オンをバラバラにするために使用される。こうした３重
の四重極の質量分析器は周知であり、詳細に説明する必
要性はないであろう。
【００４２】使用中、帯電粒子ジェット生成手段１に供
給された溶液内に存するサンプルは、先に説明されたよ
うにイオン化される。任意の特定時点で選択手段４によ
って選択されたジェットから形成されたイオンは、サン
プリング・コーン６及び中空円錐部材１４を通過して３
重の四重極分析器内に入る。典型的には、所定の質量対
電荷比を有するイオンが第１の四重極４２によって選択
され、衝突セル４２，３３に入る。ここで、それらは不
活性ガス分子との衝突によってバラバラにされ、そうし
て作り出されたバラバラとなったイオンは第２の四重極
４４によって質量分析される。しかしながら、３重の四
重極分析器を用いて設定された任意の方法が使用可能で
ある。ジェット選択手段４の動作や、生成された質量ス
ペクトル・データ及び選択されたジェット間のリンクは
先に説明されたように実行され得る。
給された溶液内に存するサンプルは、先に説明されたよ
うにイオン化される。任意の特定時点で選択手段４によ
って選択されたジェットから形成されたイオンは、サン
プリング・コーン６及び中空円錐部材１４を通過して３
重の四重極分析器内に入る。典型的には、所定の質量対
電荷比を有するイオンが第１の四重極４２によって選択
され、衝突セル４２，３３に入る。ここで、それらは不
活性ガス分子との衝突によってバラバラにされ、そうし
て作り出されたバラバラとなったイオンは第２の四重極
４４によって質量分析される。しかしながら、３重の四
重極分析器を用いて設定された任意の方法が使用可能で
ある。ジェット選択手段４の動作や、生成された質量ス
ペクトル・データ及び選択されたジェット間のリンクは
先に説明されたように実行され得る。
【図１】図１は、本発明に従った飛行時間式質量分析計
の概略断面図である。
の概略断面図である。
【図２】図２は、図１乃至図６に示される分析計での使
用に適合するジェット選択手段の概略構成図である。
用に適合するジェット選択手段の概略構成図である。
【図３】図３は、図１乃至図６に示される分析計での使
用に適合する帯電粒子ジェット生成手段の概略断面図で
ある。
用に適合する帯電粒子ジェット生成手段の概略断面図で
ある。
【図４】図４は、図１乃至図６に示される分析計での使
用に適合する大気圧イオン化ジェット生成手段を概略構
成図である。
用に適合する大気圧イオン化ジェット生成手段を概略構
成図である。
【図５】図５は、図２に示されるジェット選択手段をよ
り詳細に示す構成図である。
り詳細に示す構成図である。
【図６】図６は、本発明に従った３重の四重極タンデム
式質量分析計の概略構成図である。
式質量分析計の概略構成図である。
１，３８，３９，４０ 帯電粒子ジェット生成手段 ２ 帯電粒子ジェット ３，４５，４６，４７ ジェット軸線 ４ ジェット選択手段 ５ サンプリング・オリフィス ７ サンプリング領域 ８ 減圧チャンバー ９ サンプリング体 １０ 抜き取り領域 １４ 円錐部材 １９ イオンガイド手段 ３６ 中空部材 ３７ 第１軸線 ３０ コンピュータ ３２ イオン検出器 ４２ 第１段の四重極 ４３ ＲＦ専用六極 ４４ 第２段の四重極 ４８，４９ アパーチャ ５２ ステッピングモータ ５６ 噴霧器 ７２ 毛細管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・アンソニー・デイヴィッド・ヒク ソン イギリス ダブリュ２ ３エイチジー ロ ンドン、コンノート・スクエア 14
Claims (31)
- 【請求項１】 質量分析計であって、減圧チャンバー、
使用中に前記減圧チャンバーよりも高圧力であるサンプ
リング領域、前記サンプリング領域及び前記減圧チャン
バーの間を連通するサンプリング・オリフィス、並び
に、前記サンプリング領域から前記減圧チャンバー内へ
前記サンプリング・オリフィスを通る第１軸線に沿って
通過する少なくとも一部の帯電粒子を受け入れている質
量分析器を備える質量分析計において、 ａ）各々に分析されるべき流体が供給されて、該流体か
ら誘導されてジェット軸線に整列した帯電粒子から成る
ジェットを各々が生成する複数の帯電粒子ジェット生成
手段であり、各々が異なるジェット軸線を有するよう
に、且つ、それらジェット軸線の全てが前記サンプリン
グ領域内で前記第１軸線と交差するように配置されてい
る複数の帯電粒子ジェット生成手段と、 ｂ）前記ジェット軸線及び前記第１軸線の交点が内部に
入るように配置された中空部材であり、前記ジェット軸
線に整列可能な少なくとも１つの第１アパーチャを有す
る中空部材であり、該第１アパーチャを通って、前記帯
電粒子ジェット内に含まれる少なくとも一部の帯電粒子
が前記中空部材の内部に入って前記第１軸線に向かって
移動し得ることになる第１アパーチャを有する中空部材
を具備するジェット選択手段と、 ｃ）前記中空部材における前記アパーチャを前記ジェッ
ト軸線各々に対して順次整列させ、それによって、前記
ジェット各々に含まれる少なくとも一部の帯電粒子を前
記中空部材の内部に順次入れさせ、前記サンプリング・
オリフィスから前記減圧チャンバー内へ通過させ、そし
て引き続き前記質量分析器に入るようにさせる手段と、
を備えることを特徴とする質量分析計。 - 【請求項２】 少なくとも１つの第２アパーチャが前記
ジェット選択手段の前記中空部材内に設けられ、該第２
アパーチャを通じて、前記第１アパーチャを通じて入っ
てくる帯電粒子ジェットが前記第１軸線と交差した後に
前記内部から外に逸脱し得る、請求項１に記載の質量分
析計。 - 【請求項３】 前記帯電粒子ジェット生成手段の内の少
なくとも１つが、エレクトロスプレー・イオン化によっ
てイオンを生成するために、下流側に配置された対向電
極手段に対して高電位に維持されているエアロゾル生成
手段を含む、請求項１或は２の内の何れか一項に記載の
質量分析計。 - 【請求項４】 前記対向電極手段が前記中空部材であ
り、該中空部材が導電性材から形成されている、請求項
３に記載の質量分析計。 - 【請求項５】 前記エアロゾル生成手段が、毛細管と、
噴霧ガスを当該エアロゾル生成手段の出口に供給してエ
アロゾルの形成を補助する手段とを具備する、請求項３
或は４の内の何れか一項に記載の質量分析計。 - 【請求項６】 大気圧イオン化によってイオンを生成す
るために、前記帯電粒子生成手段の内の少なくとも１つ
が、前記流体から小滴を生成するエアロゾル生成手段
と、そうして作り出された小滴を帯電する手段とを含
む、先行する請求項の内の何れか一項に記載の質量分析
計。 - 【請求項７】 前記エアロゾル生成手段によって作り出
された前記小滴を脱媒体和するためのエアロゾル加熱手
段を更に備える、請求項６に記載の質量分析計。 - 【請求項８】 前記小滴を帯電する前記手段が、前記サ
ンプリング領域内に配置されると共にコロナ放電を形成
することになる電位に維持された放電電極を含む、請求
項６或は７の内の何れか一項に記載の質量分析計。 - 【請求項９】 熱せられた乾燥ガスが前記サンプリング
領域内の前記エアロゾル生成手段の出口に供給されて、
前記エアロゾル内の小滴の脱溶媒和を補助する、先行す
る請求項の内の何れか一項に記載の質量分析計。 - 【請求項１０】 前記帯電粒子ジェット生成手段が放射
状に配置されて、それらが作り出すジェットが前記第１
軸線に対して方向付けられており、前記アパーチャを整
列する前記手段が、前記中空部材を回転してアパーチャ
を前記帯電粒子ジェット生成手段各々と順次一列に並ぶ
ように為すモータ手段を含む、先行する請求項の内の何
れか一項に記載の質量分析計。 - 【請求項１１】 前記ジェット選択手段が、径方向に対
向する対となるように配列された複数のアパーチャを有
する、先行する請求項の内の何れか一項に記載の質量分
析計。 - 【請求項１２】 前記帯電粒子ジェット生成手段が、前
記第１軸線を中心として１８０°未満の円弧を囲むよう
に配置されている、先行する請求項の内の何れか一項に
記載の質量分析計。 - 【請求項１３】 前記中空部材におけるアパーチャが前
記帯電粒子ジェット生成手段の各々と順次整列された際
に、前記中空部材の動きを所定時間の間停止する手段を
更に備える、先行する請求項の内の何れか一項に記載の
質量分析計。 - 【請求項１４】 所与時に取得された質量スペクトル・
データをその時にサンプリングされた前記生成手段と関
連付ける手段を更に備える、先行する請求項の内の何れ
か一項に記載の質量分析計。 - 【請求項１５】 各々がその溶離材の内の少なくとも一
部を前記複数の帯電粒子ジェット生成手段の異なる１つ
に供給している１つ或はそれ以上の液体クロマトグラフ
を更に備える、先行する請求項の内の何れか一項に記載
の質量分析計。 - 【請求項１６】 各々がその溶離材の内の少なくとも一
部を前記複数の帯電粒子ジェット生成手段の異なる１つ
に供給している１つ或はそれ以上の毛管電気泳動分離装
置を更に備える、先行する請求項の内の何れか一項に記
載の質量分析計。 - 【請求項１７】 前記帯電粒子ジェット生成手段の内の
少なくとも１つに較正用混合物を導入する手段を更に備
える、先行する請求項の内の何れか一項に記載の質量分
析計。 - 【請求項１８】 前記質量分析器が飛行時間分析器を含
む、先行する請求項の内の何れか一項に記載の質量分析
計。 - 【請求項１９】 前記質量分析器がタンデム式質量分析
計を含む、請求項１乃至１７の何れか一項に記載の質量
分析計。 - 【請求項２０】 前記質量分析器が３重の四重極を含
む、請求項１９に記載の質量分析計。 - 【請求項２１】 質量分析の方法であって、減圧チャン
バーよりも圧力が高いサンプリング領域から、第１軸線
に沿ったサンプリング・オリフィスを通って前記減圧チ
ャンバー内へ進む帯電粒子を質量分析することを含む質
量分析の方法において、 分析されるべき流体を複数の帯電粒子ジェット生成器手
段の各々に供給して、ジェット軸線に沿って前記流体か
ら誘導される帯電粒子から成るジェットを生成すること
であり、前記帯電粒子ジェット生成手段がそれぞれ異な
るジェット軸線を有し、それらジェット軸線の各々が前
記サンプリング領域内における前記第１軸線と直交して
いること、 前記帯電粒子ジェットの内の少なくとも幾つかのジェッ
トを中空部材内における第１アパーチャと整列して、該
中空部材の内部で前記ジェット軸線及び前記第１軸線が
交差するように為すことによって、前記帯電粒子のジェ
ットの内の少なくとも幾つかのジェットを順次選択し
て、そうして選択された前記ジェットに含まれる帯電粒
子が前記中空部材内に入ることができ、前記第１軸線に
向かって移動し、それら帯電粒子の内の少なくとも一部
がその第１軸線に沿って前記サンプリング・オリフィス
を通過し、質量分析されるべく、前記減圧チャンバー内
に入るように為すこと、を特徴とする質量分析方法。 - 【請求項２２】 前記選択されたジェットを前記中空部
材における第２のアパーチャを通じて外に出させること
を更に含む、請求項２１の質量分析方法。 - 【請求項２３】 前記帯電粒子ジェットの内の少なくと
も１つがエレクトロスプレー・イオン化によって作り出
されている、請求項２１或は２２の内の何れか一項に記
載の質量分析方法。 - 【請求項２４】 前記帯電粒子ジェットの内の少なくと
も１つが大気圧イオン化によって作り出されている、請
求項２１乃至２３の内の何れか一項に記載の質量分析方
法。 - 【請求項２５】 前記帯電粒子ジェットの前記選択が、
各選択された帯電粒子ジェット毎に質量スペクトル・デ
ータを繰り返して取得すべく繰り返される、請求項２１
乃至２４に記載の質量分析方法。 - 【請求項２６】 前記質量分析が、飛行時間分析器を用
いて、前記帯電粒子の内の少なくとも一部の質量対電荷
比を測定することを含む、請求項２１乃至２５の内の何
れか一項に記載の質量分析方法。 - 【請求項２７】 前記質量分析が、タンデム式質量分析
計に含まれる衝突セル内における前記質量分析器に入る
前記イオンの内の少なくとも一部をバラバラにすること
を含む、請求項２１乃至２５の内の何れか一項に記載の
質量分析方法。 - 【請求項２８】 前記選択することが、前記中空部材を
固定位置に維持することによって前記帯電粒子ジェット
を所定時間の間選択し、該所定時間の間に質量スペクト
ル・データを取得し、質量スペクトル・データが取得さ
れることになる前記帯電粒子ジェットの次のものを選択
すべく前記中空部材を整列し、前記整列が行われている
間、データ取得を禁止することを含む、請求項２１乃至
２７の内の何れか一項に記載の質量分析方法。 - 【請求項２９】 前記帯電粒子ジェット生成手段の内の
少なくとも１つに供給される前記流体が、液体クロマト
グラフからの溶離剤を含む、請求項２１乃至２８の内の
何れか一項に記載の質量分析方法。 - 【請求項３０】 前記帯電粒子ジェット生成手段の内の
少なくとも１つに供給される前記流体が、毛管電気泳動
分離装置からの溶離剤を含む、請求項２１乃至２９の内
の何れか一項に記載の質量分析方法。 - 【請求項３１】 較正混合物が前記帯電粒子ジェット生
成手段の内の１つに供給される、請求項２１乃至３０の
内の何れか一項に記載の質量分析方法。
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