JP2000214149A - Liquid chromatograph mass analyser - Google Patents
Liquid chromatograph mass analyserInfo
- Publication number
- JP2000214149A JP2000214149A JP11019594A JP1959499A JP2000214149A JP 2000214149 A JP2000214149 A JP 2000214149A JP 11019594 A JP11019594 A JP 11019594A JP 1959499 A JP1959499 A JP 1959499A JP 2000214149 A JP2000214149 A JP 2000214149A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- liquid chromatograph
- liquid
- spraying
- mass spectrometer
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims description 12
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 53
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 238000000132 electrospray ionisation Methods 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000000065 atmospheric pressure chemical ionisation Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000004807 desolvation Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000752 ionisation method Methods 0.000 description 1
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01J49/044—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 with means for preventing droplets from entering the analyzer; Desolvation of droplets
-
- 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
- H01J49/065—Ion guides having stacked electrodes, e.g. ring stack, plate stack
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液体クロマトグラ
フ（ＬＣ）部から与えられる液体試料をイオン化して質
量分析（ＭＳ）に導入するためのＬＣ／ＭＳインタフェ
イスを備えた液体クロマトグラフ質量分析装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid chromatograph / mass spectrometer having an LC / MS interface for ionizing a liquid sample supplied from a liquid chromatograph (LC) section and introducing the ionized sample to a mass spectrometer (MS). Related to the device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＬＣ／ＭＳインタフェイスでは、エレク
トロスプレイイオン化法（ＥＳＰ）や大気圧化学イオン
化法（ＡＰＣＩ）など、大気圧下にある霧化室内に試料
液を噴霧するイオン化法が利用されている。2. Description of the Related Art In an LC / MS interface, an ionization method such as electrospray ionization (ESP) or atmospheric pressure chemical ionization (APCI) for spraying a sample liquid into an atomization chamber under atmospheric pressure is used. I have.
【０００３】図６は、ＥＳＰを利用した従来のＬＣ／Ｍ
Ｓインタフェイスを備える質量分析装置の概略構成図で
ある。この装置は、液体クロマトグラフのカラムの出口
端に接続されたノズル１１が配設された霧化室１０と、
質量分離のための四重極フィルタ２１及び検出器２２が
配設された分析室２０との間に、それぞれ隔壁で隔てら
れた第１中間室１４と第２中間室１８とを有している。
霧化室１０と第１中間室１４との間はサンプリングコー
ン１５のオリフェス（通過孔）を介して、第１中間室１
４と第２中間室１８との間はスキマー１７のオリフェス
を介してのみ連通している。霧化室１０内はほぼ大気圧
になっており、一方、分析室２０内はターボ分子ポンプ
（ＴＭＰ）により約１０−３〜１０−４Paの高真空状態
まで排気される。第１中間室１４及び第２中間室１８
は、それぞれロータリポンプ（ＲＰ）により１０2Pa程
度の低真空状態、及びターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）によ
り約１０−1〜１０−２Paの中真空状態にまで真空排気
される。このように、霧化室１０から分析室２０に向か
って各室毎に段階的に真空度を高くすることにより、分
析室２０内が高真空状態に維持されるようにしている。FIG. 6 shows a conventional LC / M using ESP.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a mass spectrometer provided with an S interface. The apparatus comprises an atomizing chamber 10 provided with a nozzle 11 connected to an outlet end of a column of a liquid chromatograph,
Between the quadrupole filter 21 for mass separation and the analysis chamber 20 in which the detector 22 is disposed, there are a first intermediate chamber 14 and a second intermediate chamber 18 separated by partition walls, respectively. .
The first intermediate chamber 1 is connected between the atomizing chamber 10 and the first intermediate chamber 14 through the orifice (passing hole) of the sampling cone 15.
The communication between the fourth intermediate chamber 18 and the second intermediate chamber 18 is made only through the orifice of the skimmer 17. The interior of the atomization chamber 10 is almost at atmospheric pressure, while the interior of the analysis chamber 20 is evacuated to a high vacuum of about 10 −3 to 10 −4 Pa by a turbo molecular pump (TMP). First intermediate chamber 14 and second intermediate chamber 18
Are evacuated to a low vacuum state of about 10 2 Pa by a rotary pump (RP) and a medium vacuum state of about 10 −1 to 10 −2 Pa by a turbo molecular pump (TMP). As described above, the degree of vacuum is increased step by step from the atomization chamber 10 toward the analysis chamber 20 so that the inside of the analysis chamber 20 is maintained in a high vacuum state.
【０００４】ノズル１１の先端には図示しない電極によ
り直流電圧が印加されており、ノズル１１先端に達した
液体試料には著しく片寄った電荷が付与される。このよ
うな電荷を有する液体試料はノズル１１と同軸外周に配
設されたネブライズ管１２から噴出されるネブライズガ
ス（例えばＮ2ガス）の助けを受けて、霧化室１０内に
帯電液滴として強制噴霧される。ノズル１１の前方には
噴霧方向に対向して乾燥したＮ2ガスを吹き出す吹出開
口を有する壁部１３が存在しており、このＮ2ガスに晒
されることにより液滴中の溶媒の蒸発が進行し、イオン
の発生が促進される。イオンが入り混じった帯電液滴
は、霧化室１０と第１中間室１４との圧力差により、サ
ンプリングコーン１５のオリフェスを通過して第１中間
室１４内に引き込まれる。第１中間室１４にはリング状
電極１６が設けられており、電界によりイオンの引き込
みを助けると共にイオンをスキマー１７のオリフェス近
傍に収束させる。スキマー１７のオリフェスを通過して
第２中間室１８に導入されたイオンは、複数のリング状
電極から成るイオンレンズ１９により収束及び加速され
た後に分析室２０へと送られる。分析室２０では、特定
の質量数（質量／電荷）を有するイオンのみが四重極フ
ィルタ２１の長手方向の空間を通り抜け、検出器２２に
到達して検出される。[0004] A DC voltage is applied to the tip of the nozzle 11 by an electrode (not shown), and the liquid sample reaching the tip of the nozzle 11 is provided with a remarkably biased charge. The liquid sample having such an electric charge is forcibly sprayed as charged droplets into the atomization chamber 10 with the help of a nebulizing gas (for example, N2 gas) ejected from a nebulizing tube 12 disposed coaxially with the nozzle 11. Is done. In front of the nozzle 11, there is a wall portion 13 having a blowout opening for blowing dry N2 gas opposed to the spraying direction, and the evaporation of the solvent in the droplet proceeds by being exposed to the N2 gas, Generation of ions is promoted. The charged droplets containing the ions are drawn into the first intermediate chamber 14 through the orifice of the sampling cone 15 due to the pressure difference between the atomization chamber 10 and the first intermediate chamber 14. The first intermediate chamber 14 is provided with a ring-shaped electrode 16 for assisting the drawing of ions by an electric field and for converging the ions near the orifice of the skimmer 17. Ions introduced into the second intermediate chamber 18 through the orifice of the skimmer 17 are converged and accelerated by an ion lens 19 composed of a plurality of ring-shaped electrodes, and then sent to the analysis chamber 20. In the analysis room 20, only ions having a specific mass number (mass / charge) pass through the space in the longitudinal direction of the quadrupole filter 21 and reach the detector 22 to be detected.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記構成の質量分析装
置において、イオン化されていない帯電液滴（又は非帯
電液滴）が四重極フィルタ２１を通過して検出器２２ま
で到達してしまうと背景雑音となる。そのため、噴霧さ
れた液滴中の溶媒を確実に蒸発させてイオン化すること
が望ましい。上記構成において、ノズル１１から噴霧さ
れた液滴に乾燥したＮ2ガスを吹き付ているのもそのた
めである。しかしながら実際には、ノズル１１から噴霧
された液滴の粒径が大きいと、溶媒が完全に蒸発しない
まま分析室２０に導入されてしまうことがあり、分析の
精度を劣化させる一因となっていた。In the mass spectrometer configured as described above, if a charged droplet (or a non-charged droplet) that has not been ionized passes through the quadrupole filter 21 and reaches the detector 22. Becomes background noise. Therefore, it is desirable to reliably evaporate and ionize the solvent in the sprayed droplets. That is why in the above configuration, dried N2 gas is sprayed on the droplets sprayed from the nozzle 11. However, in reality, if the particle diameter of the droplet sprayed from the nozzle 11 is large, the solvent may be introduced into the analysis chamber 20 without completely evaporating, which is one of the causes of deteriorating the accuracy of analysis. Was.
【０００６】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、大きな
粒径の液滴を確実に排除し、高い分析精度を達成するこ
とができるＬＣ／ＭＳインタフェイスを備えた液体クロ
マトグラフ質量分析装置を提供することにある。The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to reliably eliminate droplets having a large particle diameter and to achieve high analysis accuracy. An object of the present invention is to provide a liquid chromatograph mass spectrometer provided with an LC / MS interface.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された第１の発明は、液体クロマトグラフ部から与
えられる液体試料をイオン化して質量分析部に導入する
ためのＬＣ／ＭＳインタフェイスを具備する液体クロマ
トグラフ質量分析装置において、該ＬＣ／ＭＳインタフ
ェイスは、 a)大気圧下にある霧化室内に液体試料を噴霧する噴霧手
段と、 b)該噴霧手段により噴霧された液滴を導入する導入口を
有する隔壁により前記霧化室と隔てられた真空室と、 c)前記噴霧手段と前記導入口との間に配設され、該噴霧
手段により噴霧された液滴の粒径を選別するための遠心
分離式チャンバと、を備えることを特徴としている。Means for Solving the Problems According to a first aspect of the present invention, there is provided an LC / MS interface for ionizing a liquid sample supplied from a liquid chromatograph unit and introducing the ionized liquid sample into a mass spectrometric unit. In a liquid chromatograph mass spectrometer having a face, the LC / MS interface comprises: a) spray means for spraying a liquid sample into an atomization chamber under atmospheric pressure; b) liquid sprayed by the spray means. A vacuum chamber separated from the atomization chamber by a partition having an inlet for introducing a droplet, and c) particles of the droplet which are disposed between the spraying means and the inlet, and which are sprayed by the spraying means. And a centrifugal separation type chamber for selecting a diameter.
【０００８】また、上記課題を解決するために成された
第２の発明は、液体クロマトグラフ部から与えられる液
体試料をイオン化して質量分析部に導入するためのＬＣ
／ＭＳインタフェイスを具備する液体クロマトグラフ質
量分析装置において、該ＬＣ／ＭＳインタフェイスは、 a)液体試料を大気圧下で噴霧する噴霧手段と、 b)該噴霧手段と真空室との間に設けられ、該噴霧手段に
より噴霧された液滴を導入するための入口開口と、該入
口開口の中心軸と直交又は斜交した中心軸を有する出口
開口とを備える分離室と、 c)前記入口開口から出路開口に至る湾曲形状のイオン通
過路を形成すべく分離室内に配設された電界形成手段で
あって、イオン通過路の延伸方向に互いに分離された複
数の金属板電極により１本の仮想ロッド電極が形成さ
れ、該イオン通過路を取り囲んで周方向に互いに分離さ
れ且つイオン通過路の延伸方向に沿って延伸する偶数本
の仮想ロッド電極から成る電界形成手段と、を備えるこ
とを特徴としている。A second invention for solving the above-mentioned problem is directed to an LC for ionizing a liquid sample supplied from a liquid chromatograph unit and introducing the ionized liquid sample into a mass spectrometric unit.
In a liquid chromatograph / mass spectrometer equipped with a / MS interface, the LC / MS interface comprises: a) a spray means for spraying a liquid sample under atmospheric pressure; and b) a spray means between the spray means and the vacuum chamber. A separating chamber provided with an inlet opening for introducing droplets sprayed by the spraying means, and an outlet opening having a central axis orthogonal or oblique to the central axis of the inlet opening; c) the inlet An electric field forming means disposed in the separation chamber to form a curved ion passage from the opening to the outlet opening, wherein one electric field forming means is provided by a plurality of metal plate electrodes separated from each other in a direction in which the ion passage extends. Electric field forming means comprising an even number of virtual rod electrodes formed with a virtual rod electrode and circumferentially separated from each other around the ion passage and extending along the extending direction of the ion passage. It is characterized.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】第１の発明に係る液体クロマトグ
ラフ質量分析装置において、遠心分離式チャンバはいわ
ゆるサイクロンチャンバ又はサイクロンスプレイチャン
バと呼ばれるものであって、例えば上部円錐形状の容器
の外周側に水平方向の入口開口を有すると共に、中心側
に垂直方向の出口開口を備えている。噴霧手段から粒径
の異なる多数の液滴を含むガスが入口開口を介してサイ
クロンチャンバに導入されると、サイクロンチャンバの
容器内でガスは回転し、そのガス流に乗って液滴も螺旋
状に旋回する。この旋回の過程で、粒径の大きな液滴は
大きな遠心力を付与され、チャンバの容器内壁に衝突す
る。比較的粒径の揃った微細な液滴（及び途中で発生し
たイオン）は中心側に集まり、ガスと共に出口開口を介
してチャンバから飛び出し、導入口を通って後段の真空
室に導入される。なお、サイクロンチャンバの内部で液
滴中の溶媒の蒸発を促進するためには、サイクロンチャ
ンバを加熱する加熱手段を近接又は密着して設けるよう
にしてもよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the liquid chromatograph mass spectrometer according to the first invention, the centrifugal separation chamber is a so-called cyclone chamber or cyclone spray chamber. It has a horizontal inlet opening and a vertical outlet opening on the center side. When a gas containing a large number of droplets having different particle diameters is introduced into the cyclone chamber from the spraying means through the inlet opening, the gas rotates in the container of the cyclone chamber, and the droplets are spirally formed on the gas flow. Turn to In the course of the swirling, the large droplets are given a large centrifugal force and collide with the inner wall of the container of the chamber. Fine droplets (and ions generated in the middle) having a relatively uniform particle size gather at the center side, jump out of the chamber through the outlet opening together with the gas, and are introduced into the subsequent vacuum chamber through the inlet. In order to promote the evaporation of the solvent in the liquid droplets inside the cyclone chamber, a heating means for heating the cyclone chamber may be provided close to or in close contact with the cyclone chamber.
【００１０】第２の発明に係る液体クロマトグラフ質量
分析装置では、例えば、１本の仮想的ロッド電極を構成
する複数の金属板電極には、イオン通過路の延伸方向に
階段状に相違する直流電圧と共通の高周波電圧とが重畳
された電圧がそれぞれ印加される。また、イオン通過路
の周囲において隣接する仮想的ロッド電極に対しては、
高周波電圧の位相は互いに反転したものとされる。[0010] In the liquid chromatograph mass spectrometer according to the second invention, for example, a plurality of metal plate electrodes constituting one virtual rod electrode are provided with direct currents which differ stepwise in the direction of extension of the ion passage. A voltage in which a voltage and a common high-frequency voltage are superimposed is applied. Also, for a virtual rod electrode adjacent around the ion passage,
The phases of the high frequency voltages are mutually inverted.
【００１１】噴霧手段より噴霧された液滴が入口開口を
介して分離室に導入され、電界形成手段で形成されるイ
オン通過路に導入されると、イオン光軸方向の所定の直
流電位勾配によってイオン及び帯電液滴には運動エネル
ギが付与されて加速される。粒径が大きく重い液滴ほど
大きな初期運動エネルギを有するから、電界により軌道
が湾曲されにくくイオン通過路から外れてゆく。一方、
粒径の小さな液滴やイオンはイオン通過路に閉じ込めら
れて進み出口開口へ向かう。また、高周波電界によりイ
オンや帯電液滴は振動しながら進み、電界形成手段の後
方焦点位置に収束する。したがって、後方焦点位置近傍
に出口開口を配置しておくと、該出口開口を介して後段
の真空室へイオンや微小液滴を送り込むことができる。When the droplet sprayed from the spraying means is introduced into the separation chamber through the inlet opening and is introduced into the ion passage formed by the electric field forming means, a predetermined DC potential gradient in the direction of the ion optical axis causes Kinetic energy is applied to the ions and charged droplets to accelerate them. Since a larger and larger droplet has a larger initial kinetic energy, the trajectory is hardly curved by an electric field and deviates from the ion passage. on the other hand,
Droplets and ions having a small particle diameter are confined in the ion passage and proceed toward the outlet opening. Further, the ions and the charged droplets advance while vibrating due to the high-frequency electric field, and converge at the rear focal position of the electric field forming means. Therefore, if an outlet opening is arranged near the back focal point, ions and microdroplets can be sent to the subsequent vacuum chamber through the outlet opening.
【００１２】[0012]
【発明の効果】第１及び第２の発明に係る液体クロマト
グラフ質量分析装置によれば、ＬＣ／ＭＳインタフェイ
スにおいて、大きな液滴を排除して比較的粒径の揃った
微小液滴及びイオンのみを選別して後段へ送ることがで
きる。そのため、分析時の背景雑音を減少させることが
できる。According to the liquid chromatograph / mass spectrometer according to the first and second aspects of the present invention, in the LC / MS interface, small droplets and ions having relatively uniform particle sizes are eliminated by removing large droplets. Only those can be sorted and sent to the subsequent stage. Therefore, background noise at the time of analysis can be reduced.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、第１の発明に係る液体クロマトグラフ
質量分析装置の一実施例を図面を参照して説明する。図
１は本実施例による液体クロマトグラフ質量分析装置の
要部の構成図である。図６に示した従来の質量分析装置
と異なるのは、霧化室１０内において、ノズル１１と壁
部１３との間にサイクロンチャンバ３０が設けられてい
ることである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a liquid chromatograph mass spectrometer according to the first invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a liquid chromatograph mass spectrometer according to the present embodiment. The difference from the conventional mass spectrometer shown in FIG. 6 is that a cyclone chamber 30 is provided between the nozzle 11 and the wall 13 in the atomization chamber 10.
【００１４】図２はサイクロンチャンバ３０の外観図で
あって、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。サイ
クロンチャンバ３０は、上部及び下部が略円錐形状に形
成された本体部３１の上部頂点にＬ字状に突出して出口
管３３が設けられる一方、下部頂点に垂下して排液管３
４が設けられている。また、本体部３１の側周部には入
口管３２が設けられている。図１に示すように、ノズル
１１からの噴霧位置及びサンプリングコーン１５のオリ
フェスの位置は、それぞれサイクロンチャンバ３０の入
口管３２の開口及び出口管３３の開口に対応するように
している。FIGS. 2A and 2B are external views of the cyclone chamber 30, wherein FIG. 2A is a top view and FIG. 2B is a side view. The cyclone chamber 30 is provided with an outlet pipe 33 protruding in an L-shape at an upper apex of a main body 31 having an upper and lower parts formed in a substantially conical shape, while hanging down at a lower apex to drain the drain pipe 3.
4 are provided. In addition, an inlet pipe 32 is provided on a side peripheral portion of the main body 31. As shown in FIG. 1, the position of the spray from the nozzle 11 and the position of the orifice of the sampling cone 15 correspond to the opening of the inlet tube 32 and the opening of the outlet tube 33 of the cyclone chamber 30, respectively.
【００１５】前述のようにノズル１１から液体試料が噴
霧されると、液滴は前方に開口している入口管３２を通
ってサイクロンチャンバ３０の内部へ導入される。サイ
クロンチャンバ３０の本体部３１内部において、液滴は
螺旋状に旋回しつつ上昇する。液滴には回転に伴う遠心
力が作用し、回転速度が同一である場合、液滴の重量が
大きいほど大きな遠心力が付与される。そのため、粒径
の大きな液滴ほど旋回軌道は大きくなり、サイクロンチ
ャンバ３０の内周壁に衝突する。一方、粒径の小さな液
滴は旋回しつつ上昇して出口管３３の根元まで到達し、
出口管３３を通って外部に飛び出す。サイクロンチャン
バ３０の内周壁に衝突した液滴は集まって流下し、排液
管３４を通して下方へと排出される。When the liquid sample is sprayed from the nozzle 11 as described above, the droplet is introduced into the inside of the cyclone chamber 30 through the inlet pipe 32 which opens forward. Inside the main body portion 31 of the cyclone chamber 30, the liquid droplet rises while spirally turning. The centrifugal force accompanying the rotation acts on the droplet, and when the rotation speed is the same, the greater the weight of the droplet, the greater the centrifugal force is applied. Therefore, the turning trajectory becomes larger as the droplet diameter becomes larger, and the droplet collides with the inner peripheral wall of the cyclone chamber 30. On the other hand, the droplet having a small particle diameter rises while turning and reaches the base of the outlet pipe 33,
It jumps out through the outlet pipe 33. Droplets that collide with the inner peripheral wall of the cyclone chamber 30 collect and flow down, and are discharged downward through the drain pipe 34.
【００１６】このように粒径の大きな液滴はサイクロン
チャンバ３０内部で篩い落とされるため、サンプリング
コーン１５のオリフェス近傍には比較的粒径の揃った小
さな液滴又は途中で発生したイオンのみが到来し、その
オリフェスを通過して第１中間室１４へと導入される。Since the droplets having a large particle diameter are sieved in the cyclone chamber 30, only small droplets having a relatively uniform particle diameter or ions generated in the middle of the orifice of the sampling cone 15 arrive. Then, it passes through the orifice and is introduced into the first intermediate chamber 14.
【００１７】なお、サイクロンチャンバ３０の内部にお
いて液滴中の溶媒の蒸発を促進させるためには、サイク
ロンチャンバ３０に近接又は密着してヒータを設け、サ
イクロンチャンバ３０内部の温度が高くなるようにして
おいてもよい。In order to promote the evaporation of the solvent in the liquid droplets inside the cyclone chamber 30, a heater is provided close to or in close contact with the cyclone chamber 30 to increase the temperature inside the cyclone chamber 30. You may leave.
【００１８】次に、第２の発明に係る液体クロマトグラ
フ質量分析装置の一実施例を図面により説明する。図３
はこの実施例による液体クロマトグラフ質量分析装置の
要部の構成図である。この質量分析装置では、サンプリ
ングコーン１５の中心軸とスキマー１７の中心軸とは平
行ではなくほぼ直交しており、第１中間室１４内には、
イオン（及び液滴）をスキマー１７のオリフェスに導く
ための湾曲したイオン通過路を形成するイオンレンズ４
０が設けられている。Next, an embodiment of a liquid chromatograph mass spectrometer according to the second invention will be described with reference to the drawings. FIG.
1 is a configuration diagram of a main part of a liquid chromatograph mass spectrometer according to this embodiment. In this mass spectrometer, the central axis of the sampling cone 15 and the central axis of the skimmer 17 are not parallel but substantially perpendicular to each other.
An ion lens 4 forming a curved ion passage for guiding ions (and droplets) to the orifice of the skimmer 17
0 is provided.
【００１９】図４はイオンレンズ４０をイオン入射側か
ら見た平面図である。このイオンレンズ４０は、同一径
を有する複数枚（この実施例では７枚）の円板状の金属
板電極が所定間隔離間し且つ互いに所定角度を保って配
設されて成る４本の湾曲形状の仮想ロッド電極４１、４
２、４３、４４から構成されており、この４本の仮想ロ
ッド電極４１、４２、４３、４４で囲まれる空間にイオ
ン通過路が形成されている。FIG. 4 is a plan view of the ion lens 40 viewed from the ion incident side. The ion lens 40 has four curved shapes in which a plurality of (seven in this embodiment) disk-shaped metal plate electrodes having the same diameter are arranged at predetermined intervals and kept at a predetermined angle from each other. Virtual rod electrodes 41, 4
2, 43, 44, and an ion passage is formed in a space surrounded by the four virtual rod electrodes 41, 42, 43, 44.
【００２０】図５はイオンレンズ４０を中心とする要部
の構成図である。図５では、簡略化のために、イオン光
軸Ｃを挟んで対向する１組の金属板電極のみをイオンレ
ンズ４０として示している。イオン光軸Ｃの延伸方向に
並んで設けられた各金属板電極４２１〜４２７には、直
流電圧源Ｖd1、高周波電圧源Ｖa、抵抗Ｒ1〜Ｒ6、コン
デンサＣ1〜Ｃ7から構成される電圧供給部によって、イ
オンの進行方向に進むに伴いそれぞれ電位が階段状に下
がる直流電圧と共通の高周波電圧とが重畳された電圧が
印加されている。また図５では結線を省略しているが、
イオン光軸Ｃを挟んで対向する各金属板電極４１１〜４
１７にも、それぞれ同一平面内に含まれる上記金属板電
極４２１〜４２７と同一の電圧が印加されている。更
に、図５に記載されていない他の１組の金属板電極（図
４中で符号４３、４４を付した仮想ロッド電極）には、
同一平面内に存在する金属板電極と同一の直流電圧に位
相が反転した高周波電圧が重畳された電圧がそれぞれ印
加されている。FIG. 5 is a configuration diagram of a main part centering on the ion lens 40. In FIG. 5, for simplification, only one set of metal plate electrodes facing each other across the ion optical axis C is shown as the ion lens 40. Each of the metal plate electrodes 421 to 427 provided side by side in the extending direction of the ion optical axis C has a voltage supply unit including a DC voltage source Vd1, a high-frequency voltage source Va, resistors R1 to R6, and capacitors C1 to C7. A voltage is applied in which a DC voltage whose potential decreases stepwise as the ions travel in the traveling direction and a common high-frequency voltage are superimposed. Although the connection is omitted in FIG. 5,
Metal plate electrodes 411 to 4 facing each other across ion optical axis C
17, the same voltage as that of the metal plate electrodes 421 to 427 included in the same plane is applied. Further, another set of metal plate electrodes not shown in FIG. 5 (virtual rod electrodes denoted by reference numerals 43 and 44 in FIG. 4) include:
A voltage is applied in which a high-frequency voltage whose phase is inverted is superimposed on the same DC voltage as the metal plate electrode existing in the same plane.
【００２１】なお、直流電圧源Ｖd1、高周波電圧源Ｖa
の電圧値や、サンプリングコーン１５に電圧を印加する
直流電圧源Ｖd2の電圧値は適当な値に調整される。The DC voltage source Vd1 and the high-frequency voltage source Va
And the voltage value of the DC voltage source Vd2 for applying a voltage to the sampling cone 15 are adjusted to appropriate values.
【００２２】このような印加電圧によって、イオン光軸
Ｃを含むイオン通過路内には、入口側金属板電極４１
１、４２１から出口側金属板電極４１７、４２７の方向
に向かって電位が下がる電位勾配を有する湾曲形状の電
界が形成されると共に、所定の高周波電界が形成され
る。サンプリングコーン１５のオリフェスを介して前段
の霧化室１０から第１中間室１４内に吸引されたイオン
及び帯電液滴は直流電位勾配によって運動エネルギを付
与され徐々に加速されると共に、上記高周波電界によっ
て所定の周期で振動しながら進む。With such an applied voltage, the entrance side metal plate electrode 41 is placed in the ion passage including the ion optical axis C.
A curved electric field having a potential gradient in which the potential decreases from 1, 421 toward the exit-side metal plate electrodes 417, 427 is formed, and a predetermined high-frequency electric field is formed. The ions and charged droplets sucked into the first intermediate chamber 14 from the preceding atomization chamber 10 through the orifice of the sampling cone 15 are imparted with kinetic energy by a DC potential gradient and are gradually accelerated. With this, the vibration proceeds at a predetermined cycle.
【００２３】直流電位勾配に沿ってイオン及び帯電液滴
の飛行軌道は曲げられるが、粒径が大きいほど第１中間
室１４に飛び込んだ際の初期運動エネルギが大きいた
め、飛行軌道の湾曲半径が大きく、図５中にＱ2で示す
ように、その進行に伴いイオン光軸Ｃを外れてしまう。
一方、荷電を有しない液滴（又は中性分子）は直流電位
勾配の影響を受けずに直進するため、図５中にＱ3で示
すようにイオン光軸Ｃを外れる。Although the flight trajectory of ions and charged droplets is bent along the DC potential gradient, the larger the particle size, the larger the initial kinetic energy when jumping into the first intermediate chamber 14, so that the radius of curvature of the flight trajectory becomes larger. As a result, as shown by Q2 in FIG.
On the other hand, a droplet (or a neutral molecule) having no charge travels straight without being affected by the DC potential gradient, and thus deviates from the ion optical axis C as shown by Q3 in FIG.
【００２４】イオンや粒径の小さな帯電液滴のみがイオ
ン通過路内に閉じこめられた状態で進み、高周波電位に
よる振動によって後方焦点位置Ｆ近傍に収束する（図５
中のＱ1参照）。スキマー１７はオリフェスがその後方
焦点位置Ｆ付近になるように配設されているため、収束
されたイオン及び微小帯電液滴はオリフェスを通過して
第２中間室１８へと送り込まれる。このようにして、本
実施例の質量分析装置では、大きな液滴のみならず帯電
していない液滴、中性分子や原子をも排除し、イオンや
微小帯電液滴のみを選別して第２中間室１８へと送り込
むことができる。Only ions and charged droplets having a small particle diameter travel in a state of being confined in the ion passage, and converge to the vicinity of the rear focal point F by vibrations caused by the high-frequency potential (FIG. 5).
Q1 in the middle). Since the orifice of the skimmer 17 is arranged near the rear focal position F, the converged ions and minutely charged droplets are sent to the second intermediate chamber 18 through the orifice. In this manner, in the mass spectrometer of the present embodiment, not only large droplets but also uncharged droplets, neutral molecules and atoms are eliminated, and only ions and minutely charged droplets are sorted out. It can be sent to the intermediate chamber 18.
【００２５】なお、上記実施例では、霧化室１０と第１
中間室１４とを隔てる隔壁にサンプリングコーン１５を
備える構成であるが、略円筒形状であってヒータ備えた
脱溶媒パイプを介してイオンや帯電液滴を輸送する構成
であってもよい。また、上記実施例は一例であって、本
発明の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行えることは明ら
かである。In the above embodiment, the atomizing chamber 10 and the first
Although the configuration in which the sampling cone 15 is provided on the partition wall separating the intermediate chamber 14, a configuration in which ions and charged droplets are transported through a desolvation pipe having a substantially cylindrical shape and provided with a heater may be used. The above embodiment is merely an example, and it is apparent that changes and modifications can be made as appropriate within the scope of the present invention.
【図１】 第１の発明に係る液体クロマトグラフ質量分
析装置の一実施例の要部の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of an embodiment of a liquid chromatograph mass spectrometer according to the first invention.
【図２】 図１の実施例におけるサイクロンチャンバの
外観を示す上面図（ａ）及び側面図（ｂ）。FIG. 2 is a top view (a) and a side view (b) showing the appearance of the cyclone chamber in the embodiment of FIG.
【図３】 第２の発明に係る液体クロマトグラフ質量分
析装置の一実施例の要部の構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a main part of one embodiment of a liquid chromatograph mass spectrometer according to the second invention.
【図４】 イオンレンズをイオン入射側から見た平面
図。FIG. 4 is a plan view of the ion lens as viewed from the ion incident side.
【図５】 イオンレンズを中心とする要部の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a main part centering on an ion lens.
【図６】 ＥＳＰを利用した従来のＬＣ／ＭＳインタフ
ェイスを備える質量分析装置の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a mass spectrometer provided with a conventional LC / MS interface using ESP.
１０…霧化室 １１…ノズル １４…第１中間室 １５…サンプリン
グコーン １７…スキマー １８…第２中間室 ２０…分析室 ２１…四重極フィ
ルタ ２２…検出器 ３０…サイクロン
チャンバ ４０…イオンレンズ ４１１〜４１７、４２１〜４２７…金属板電極 Ｖd1…直流電圧源 Ｖa…高周波電圧源 Ｒ1〜Ｒ6…抵抗 Ｃ1〜Ｒ7…コンデンサReference Signs List 10 atomization chamber 11 nozzle 14 first intermediate chamber 15 sampling cone 17 skimmer 18 second intermediate chamber 20 analysis chamber 21 quadrupole filter 22 detector 30 cyclone chamber 40 ion lens 411 417, 421 to 427: Metal plate electrode Vd1: DC voltage source Va: High frequency voltage source R1 to R6: Resistance C1 to R7: Capacitor
Claims (2)
体試料をイオン化して質量分析部に導入するためのＬＣ
／ＭＳインタフェイスを具備する液体クロマトグラフ質
量分析装置において、該ＬＣ／ＭＳインタフェイスは、 a)大気圧下にある霧化室内に液体試料を噴霧する噴霧手
段と、 b)該噴霧手段により噴霧された液滴を導入する導入口を
有する隔壁により前記霧化室と隔てられた真空室と、 c)前記噴霧手段と前記導入口との間に配設され、該噴霧
手段により噴霧された液滴の粒径を選別するための遠心
分離式チャンバと、 を備えたことを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析
装置。An LC for ionizing a liquid sample provided from a liquid chromatograph unit and introducing the ionized sample to a mass spectrometric unit.
In a liquid chromatograph / mass spectrometer having a / MS interface, the LC / MS interface includes: a) a spraying unit for spraying a liquid sample into an atomization chamber under atmospheric pressure; A vacuum chamber separated from the atomization chamber by a partition having an inlet for introducing the droplets, and c) a liquid that is disposed between the spraying unit and the inlet and sprayed by the spraying unit. A liquid chromatograph mass spectrometer, comprising: a centrifugal chamber for selecting a particle size of a droplet.
体試料をイオン化して質量分析部に導入するためのＬＣ
／ＭＳインタフェイスを具備する液体クロマトグラフ質
量分析装置において、該ＬＣ／ＭＳインタフェイスは、 a)液体試料を大気圧下で噴霧する噴霧手段と、 b)該噴霧手段と真空室との間に設けられ、該噴霧手段に
より噴霧された液滴を導入するための入口開口と、該入
口開口の中心軸と直交又は斜交した中心軸を有する出口
開口とを備える分離室と、 c)前記入口開口から出路開口に至る湾曲形状のイオン通
過路を形成すべく分離室内に配設された電界形成手段で
あって、イオン通過路の延伸方向に互いに分離された複
数の金属板電極により１本の仮想ロッド電極が形成さ
れ、該イオン通過路を取り囲んで周方向に互いに分離さ
れ且つイオン通過路の延伸方向に沿って延伸する偶数本
の仮想ロッド電極から成る電界形成手段と、 を備えたことを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析
装置。2. An LC for ionizing a liquid sample provided from a liquid chromatograph unit and introducing it into a mass spectrometric unit.
In a liquid chromatograph / mass spectrometer equipped with a / MS interface, the LC / MS interface comprises: a) a spray means for spraying a liquid sample under atmospheric pressure; and b) a spray means between the spray means and the vacuum chamber. A separating chamber provided with an inlet opening for introducing droplets sprayed by the spraying means, and an outlet opening having a central axis orthogonal or oblique to the central axis of the inlet opening; c) the inlet An electric field forming means disposed in the separation chamber to form a curved ion passage from the opening to the outlet opening, wherein one electric field forming means is provided by a plurality of metal plate electrodes separated from each other in a direction in which the ion passage extends. Electric field forming means comprising an even number of virtual rod electrodes formed with a virtual rod electrode and circumferentially separated from each other around the ion passage and extending along the extending direction of the ion passage. A liquid chromatograph mass spectrometer characterized by the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11019594A JP2000214149A (en) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | Liquid chromatograph mass analyser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11019594A JP2000214149A (en) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | Liquid chromatograph mass analyser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000214149A true JP2000214149A (en) | 2000-08-04 |
| JP2000214149A5 JP2000214149A5 (en) | 2005-10-13 |
Family
ID=12003581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11019594A Withdrawn JP2000214149A (en) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | Liquid chromatograph mass analyser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000214149A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010143426A1 (en) * | 2009-06-10 | 2010-12-16 | Ｍｓｉ．Ｔｏｋｙｏ株式会社 | Cyclone separator-type mass analysis system |
| WO2012176534A1 (en) | 2011-06-24 | 2012-12-27 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Liquid chromatography mass spectrometer device |
| CN104736995A (en) * | 2012-12-03 | 2015-06-24 | 富士电机株式会社 | Particle beam forming device |
| CN112858452A (en) * | 2021-01-19 | 2021-05-28 | 岛津企业管理（中国）有限公司 | In-vivo analysis system combining probe electrospray ionization and mass spectrometry |
| KR20230083018A (en) * | 2021-12-02 | 2023-06-09 | 영인에이스 주식회사 | Mass spectrometer |
-
1999
- 1999-01-28 JP JP11019594A patent/JP2000214149A/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010143426A1 (en) * | 2009-06-10 | 2010-12-16 | Ｍｓｉ．Ｔｏｋｙｏ株式会社 | Cyclone separator-type mass analysis system |
| US8410435B2 (en) | 2009-06-10 | 2013-04-02 | Msi. Tokyo, Inc. | Cyclone separator type mass analyzing system |
| WO2012176534A1 (en) | 2011-06-24 | 2012-12-27 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Liquid chromatography mass spectrometer device |
| CN104736995A (en) * | 2012-12-03 | 2015-06-24 | 富士电机株式会社 | Particle beam forming device |
| CN112858452A (en) * | 2021-01-19 | 2021-05-28 | 岛津企业管理（中国）有限公司 | In-vivo analysis system combining probe electrospray ionization and mass spectrometry |
| CN112858452B (en) * | 2021-01-19 | 2023-10-03 | 岛津企业管理（中国）有限公司 | Living body analysis system combining probe electrospray ionization and mass spectrum |
| KR20230083018A (en) * | 2021-12-02 | 2023-06-09 | 영인에이스 주식회사 | Mass spectrometer |
| KR102614315B1 (en) | 2021-12-02 | 2023-12-19 | 영인에이스 주식회사 | Mass spectrometer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3079055B2 (en) | Electrospray, atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometer and ion source | |
| US7960711B1 (en) | Field-free electrospray nebulizer | |
| US6462338B1 (en) | Mass spectrometer | |
| JP4178110B2 (en) | Mass spectrometer | |
| US4531056A (en) | Method and apparatus for the mass spectrometric analysis of solutions | |
| JP3379485B2 (en) | Mass spectrometer | |
| US6278110B1 (en) | Orthogonal ion sampling for APCI mass spectrometry | |
| JP6593548B2 (en) | Mass spectrometer and ion detector | |
| JP6319466B2 (en) | Mass spectrometer and ion mobility analyzer | |
| JP2004014177A (en) | Mass spectrometer | |
| JP2002056802A (en) | Mass spectrometer | |
| JP2598566B2 (en) | Mass spectrometer | |
| US20030062474A1 (en) | Electrospray ion source for mass spectrometry with atmospheric pressure desolvating capabilities | |
| JP2000214149A (en) | Liquid chromatograph mass analyser | |
| JP4254546B2 (en) | Mass spectrometer | |
| JP2002015697A (en) | Electrospray ion source | |
| JP2011113832A (en) | Mass spectrometer | |
| JP3620120B2 (en) | Method and apparatus for mass spectrometry of solutions | |
| JP3596368B2 (en) | Mass spectrometer | |
| JP3578041B2 (en) | Liquid chromatograph mass spectrometer | |
| JP4569049B2 (en) | Mass spectrometer | |
| JP4112780B2 (en) | Liquid chromatograph mass spectrometer | |
| JP2000055880A (en) | Liquid chromatograph mass spectrometer apparatus | |
| JPH11108894A (en) | Lc/ms interface | |
| JP4389515B2 (en) | Mass spectrometer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050606 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050606 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060314 |