JP2001074695A

JP2001074695A - 質量分析装置

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Publication number: JP2001074695A
Application number: JP24624599A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ninomiya; 篤二ノ宮; Katsuhiro Nakagawa; 勝博中川; Ryusuke Fukamizu; 竜介深水
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2001-03-23
Anticipated expiration: 2019-08-31
Also published as: JP4490526B2

Abstract

(57)【要約】【課題】イオン源の清掃、部材の交換が容易で、他の
メーカ等のガスクロマトグラフをも使用可能に組み合わ
せることができる質量分析装置。【解決手段】質量分析装置は、本体ケース３１、底面
板３７、裏面板３８と、ユーザが開くことが可能なユー
ザメンテナンスカバー３５と、メーカ等の保守者が取り
外し可能なフロントメンテナンスカバー３６と、ガスク
ロマトグラフのカラムに連結されるトランスファーライ
ン導入口３４を有する装置の両側に設けられるラインカ
バー３３、３３’とを有する。質量分析装置の内部に
は、イオン源と質量分析部とを有するイオン源ボックス
４５と、イオン源ボックス４５内を真空状態とするター
ボチャンバ４３と、前述の真空状態を解除するためのト
ランスファーライン４７に係合するアーム４４’に取り
付けられているグリップ４４とが設けられている。質量
分析装置は、装置の左右両側に、トランスファーライン
用穴４７’とラインカバーが設けられることにより、装
置のどちら側にもガスクロマトグラフを配置することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスクロマトグラ
フ用質量分析装置に係り、特に、ガスクロマトグラフか
らの試料をイオン化するイオン化部、質量分析を行う分
析部の分解、清掃、部品交換等を容易に行うことを可能
にし、かつ、ガスクロマトグラフとの組み合わせ配置を
任意に行うことができる使い勝手のよいガスクロマトグ
ラフ用質量分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、従来技術によるガスクロマトグ
ラフ用質量分析装置は、ガスクロマトグラフと組み合わ
せて使用され、ガスクロマトグラフからトランスファー
ラインを介して送られてくる分析すべき試料をイオン化
し、分析部に導いてイオン化されている試料粒子の質量
の分析を行うものである。

【０００３】前述したように、ガスクロマトグラフ用質
量分析装置は、ガスクロマトグラフと組み合わせて使用
されるが、一般に、組み合わされるガスクロマトグラフ
は、質量分析装置の試料の受入れ部としてのトランスフ
ァーラインが接続可能な左右いずれか一方の側に配置さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
るガスクロマトグラウ用質量分析装置は、試料をイオン
化するイオン源と分析部とが１つの筐体に格納され、本
体の内部に設置されている。そして、これらのは、一定
時間使用した後には清掃等のために取り外す必要があ
り、また、分析すべき試料によっては部材を交換する必
要がある。また、使用直後にはかなりの熱を持ってい
る。

【０００５】このため、前述した従来技術による質量分
析装置のイオン源は、清掃等のため本体部から取り出さ
なければならない。従来技術によるガスクロマトグラフ
用質量分析装置は、このようなイオン源の清掃、部材の
交換についての配慮がなされていないため、その作業が
困難であり、使用中に加熱されている場合、使用直後に
作業を行うことができないという問題点を有している。

【０００６】また、前述した従来技術による質量分析装
置は、他のメーカ等のガスクロマトグラフを使用したい
場合に、自装置の試料の受入れ部としてのトランスファ
ーラインが接続可能な側と、使用したいガスクロマトグ
ラフのカラムが出力される側とが対向する側面にならな
い場合、その組み合わせが不可能になるという問題点を
有している。

【０００７】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、イオン源の清掃、部材の交換が容易で、他のメ
ーカ等のガスクロマトグラフをも使用可能に組み合わせ
ることができるガスクロマトグラフ用質量分析装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、ガスクロマトグラフと組み合わせて使用され、ガス
クロマトグラフからの試料の質量分析を行う質量分析装
置において、前記試料をイオン化するイオン源を格納し
たイオン源ボックスが筐体の内部に配置され、ガスクロ
マトグラフからの試料を前記イオン源に導入するトラン
スファーラインを前記イオン源から前記筐体の左右側の
いずれの側にも配置できるようにしたことにより達成さ
れる。

【０００９】また、前記目的は、前記筐体の左右側の側
面にガスクロマトグラフからの試料を導入する導入口が
備えられることにより、また、この導入口を、筐体表面
から突出して、または、筐体の色、材質とは異る色、材
質により形成することにより達成される。

【００１０】また、前記目的は、前記イオン源ボックス
が筐体中央部に配置され、前記イオン源ボックス内の真
空状態を解除するグリップが、前記イオン源に接続され
るトランスファーラインに係合して回動可能に配置され
ていることにより達成される。

【００１１】また、前記目的は、前記筐体の正面から上
面に掛けて、前記イオン源ボックスを取り出し可能に、
く字状に形成された開閉カバーが設けられることによ
り、また、この開閉カバーが、正面視において前記イオ
ン源ボックスの高さ方向の全てを露出し、上面視におい
て前記イオン源ボックスの奥行き方向の全てを露出する
ことにより、また、この開閉カバーが、筐体表面から突
出して、または、筐体の色、材質と異なる色、材質によ
り形成されていることにより達成される。

【００１２】さらに、前記グリップが、前記イオン源ボ
ックス内の真空状態を解除する回動位置にあるとき、前
記イオン源ボックスが取り出し可能であることにより達
成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるガスクロマト
グラフ用質量分析装置の実施形態を図面により詳細に説
明する。

【００１４】図１は本発明の一実施形態による質量分析
装置を使用するシステムの全体の構成を示す斜視図、図
２は本発明の一実施形態による質量分析装置を使用する
他のシステム機構を説明する図である。図１、図２にお
いて、１はガスクロマトグラフ、２は質量分析装置、３
はモニタ、４はコンピュータ本体、５はプリンタ、６は
入力装置、７はマウス、８は机である。

【００１５】本発明の一実施形態による質量分析装置を
使用するシステムは、その全体の構成を図１に示すよう
に、本発明の一実施形態による質量分析装置２と、この
質量分析装置２に試料を送りこむガスクロマトグラフ１
と、分析結果を処理してその処理結果を表示すると共
に、システム全体の制御をも行うモニタ３、コンピュー
タ本体４、キーボード６、マウス７を有するＰＣ等の処
理装置と、処理結果をプリントアウトするプリンタ５と
を備えて構成される。そして、これらの構成機器は、机
８上に載置されて配置される。

【００１６】前述において、ガスクロマトグラフ１は、
その温度を室温〜４５０度程度にまでに設定することが
でき、ポリイミド製の内径０．２５ｍｍ程度のチューブ
の内面に液層（吸着材）をコーティングしたカラムを有
して構成される。そして、試料は、このカラムに、アセ
トン、ヘキサン等により希釈して注入口側から注入され
て、カラムの温度により気化され、ヘリウム等によるキ
ャリアガスにより、カラムからトランスファーラインを
介して質量分析装置２に送り込まれる。このとき、試料
は、カラムの昇温に従って、沸点の低い順、吸着材への
吸着力の弱い順にカラムから流出する。

【００１７】トランスファーラインを介して質量分析装
置２に送り込まれたガス化されている試料は、質量分析
装置２のイオン源においてイオン化された後、三次元四
重極構造等を持つ質量分析部でその質量が分析される。
分析結果は、処理装置に出力され、所定の処理が行われ
た後モニタ３に表示され、必要によりプリンタ５からプ
リントアウトされる。

【００１８】図１に示す例は、ガスクロマトグラフ１を
左側に配置し、これに隣接させて質量分析装置２、処理
装置、プリンタ５が順次配置されている。一般に、ガス
クロマトグラフ１と質量分析装置２とは、前述したガス
クロマトグラフ１側のカラムの導出面と、質量分析装置
２のトランスファーラインの導入側の面とが対向するよ
うに設置されていなければならず、これらを相互にどち
らの側に設置するかは、設計段階で予め決められてしま
うものである。

【００１９】本発明の一実施形態による質量分析装置２
は、後述するように、トランスファーラインの導入面を
左右どちら側の側面でも可能に構成し、ガスクロマトグ
ラフ１のカラム導出面がどちらの側面に備えられていて
も対応可能としている。この結果、本発明の一実施形態
による質量分析装置２は、ガスクロマトグラフ１とし
て、質量分析装置２のメーカと異なるメーカのものが用
意された場合にも対応可能である。図２に示す例は、こ
のような場合のガスクロマトグラフ１と質量分析装置２
との配置例を示すもので、ガスクロマトグラフ１を右側
に配置し、これに隣接させた左側に質量分析装置２を配
置した例である。この場合、処理装置、プリンタ５等も
さらにその左側に配置するのがよい。

【００２０】図３は本発明の一実施形態による質量分析
装置の外観を示す斜視図、図４は本発明の一実施形態に
よる質量分析装置のメンテナンスカバーを開いた状態を
示す斜視図、図５は本発明の一実施形態による質量分析
装置のフロントメンテナンスカバーを取り外した状態を
示す斜視図、図６はトランスファーラインの構成を説明
する縦断面図、図７はイオン源ボックスとその内部構成
を説明する斜視図であり、以下、図３〜図７を参照し
て、本発明の一実施形態による質量分析装置について詳
細に説明する。図３〜図７において、３１は本体ケー
ス、３２は通気ファン、３３、３３’はラインカバー、
３４、４８はトランスファーライン導入口、３４’はラ
インカバー用溝、３５はユーザメンテナンスカバー、３
６はフロントメンテナンスカバー、３７は底面板、３８
は裏面板、３９は電源スイッチ、４０〜４２はＬＥＤ
（表示ランプ）、４３はターボチャンバ、４４はグリッ
プ、４５はイオン源ボックス、４６はイオン源ボックス
トップカバー、４７はトランスファーライン、４７’は
トランスファーライン用穴、４９はふた、５０はグリッ
プ支持点、５１はイオン源、５２は仕切り板、５３は質
量分析部である。

【００２１】本発明の実施形態による質量分析装置は、
図３にその外観を示すように、質量分析装置を構成する
各種機器が収納される本体ケース３１、底面板３７、裏
面板３８による筐体と、本体ケース３１の上面に通気口
と共に設けられる通気ファン３２と、ユーザが内部に設
けられているイオン源、質量分析部の保守等のために開
くことが可能な本体ケースの上面から前面（正面）に掛
けてく字型に形成されたユーザメンテナンスカバー３５
と、メーカ等の保守者が内部装置の保守、点検のために
取り外し可能なフロントメンテナンスカバー３６と、ガ
スクロマトグラフ１のカラムに連結されるトランスファ
ーライン導入口３４を有する装置の両側に設けられるラ
インカバー３３、３３’とを有した外観形状を備えて構
成されている。

【００２２】前述した本体ケースの上面から前面（正
面）に掛けてく字型に形成されたユーザメンテナンスカ
バー３５は、正面視において前記イオン源ボックスの高
さ方向の全てを露出し、上面視において前記イオン源ボ
ックスの奥行き方向の全てを露出するような寸法を有し
ている。また、このメンテナンスカバーは、筐体表面か
ら突出して、または、筐体の色、材質を異ならせて形成
されている。これにより、外観形状に対する意匠的なア
クセントをだすことができ、また、外部から見たとき、
直ぐにカバーの存在を認知させることができる。

【００２３】そして、フロントメンテナンスカバー３６
には、その下部に、電源スイッチ３９が設けられると共
に、ユーザメンテナンスカバー３５との係合部のやや下
の部分に、表示ランプとしてのＬＥＤ４０〜４２が設け
られている。これらのＬＥＤ４０〜４２は、それぞれ、
システム全体の電源がオンとなっていて正常時にグリー
ンに、その他状態で赤に表示するメインＬＥＤ４０、タ
ーボチャンバ４３の動作状態を表示するターボＬＥＤ４
１、処理装置の動作状態を表示するＬＥＤ４２である。

【００２４】前述した本発明の実施形態による質量分析
装置２において、トランスファーライン導入口３４を有
するラインカバー３３、３３’がトランスファーライン
導入口３４の両サイドから上法に向いて本体ケース３１
の上面に間で延びる形状を有しているのは、外観形状に
対する意匠的なアクセントとしての意味を有すると共
に、上から見たときにも、この位置にトランスファーラ
インが存在していることを、ユーザ等に容易に認識させ
ることができるようにするためである。また、トランス
ファーライン導入口３４は、ガスクロマトグラフ１との
結合を容易にするために、筐体表面から突出して形成さ
れている。さらに、意匠的なアクセントを得るために、
ラインカバー３３、３３’を、筐体の色、材質と異なら
せて形成してもよい。

【００２５】さて、図４を参照すると、質量分析装置２
のユーザーメンテナンスカバー３５とフロントメンテナ
ンスカバー３６とが開かれ、また、ラインカバー３３、
３３’が外された状態が示されている。また、図５に
は、フロントメンテナンスカバー３６が取り外された状
態が示されている。

【００２６】図４、図５に示すように、質量分析装置２
の内部には、イオン源と質量分析部とを有し、両側面に
トランスファーライン導入口４８が設けられ、イオン源
ボックストップカバー４６を有するイオン源ボックス４
５と、イオン源ボックス４５内を真空状態とするイオン
源ボックス４５の下部に設けられるターボチャンバ４３
と、イオン源ボックス４５内の真空状態を解除するため
のトランスファーライン４７に係合するアーム４４’に
取り付けられているグリップ４４とが設けられている。
また、本体ケース３１の側面には、ラインカバー３３が
係合する溝３４’が設けられ、また、ラインカバー３３
に設けられるトランスファーライン導入口３４に一致す
る位置にトランスファーライン用穴４７’が設けられて
いる。図には示していないが、反対側の側面において
も、ラインカバー３３’に対して同様に構成されてい
る。

【００２７】図示質量分析装置２は、前述のように、装
置の左右両側に、トランスファーライン用穴４７’とラ
インカバーが設けられることにより、装置のどちら側に
もガスクロマトグラフ１を配置することができることに
なる。図４に示す例では、トランスファーライン４７
が、装置の左側からイオン源ボックス４５に接続されて
おり、従って、質量分析装置２の左側にガスクロマトグ
ラフ１が配置されて使用されることになる。そして、図
示質量分析装置２の右側にガスクロマトグラフ１を配置
して使用する場合、トランスファーライン４７を右側か
らイオン源ボックス４５に取り付けられればよい。ま
た、この場合、イオン源ボックス４５内の真空状態を解
除するためのトランスファーライン４７に係合するアー
ム４４’に取り付けられているグリップ４４も、アーム
４４’が右側となるようにして、右側に配置されるトラ
ンスファーライン４７に結合される。

【００２８】前述において、ユーザメンテナンスカバー
３５は、本体ケース３１の上面の奥側に図示しないヒン
ジ等により、本体ケース３１に取り付けられて図４に示
すように、前面部が上方に開くように構成される。そし
て、ユーザメンテナンスカバー３５は、その幅寸法が装
置の幅よりも小さく形成され、このユーザメンテナンス
カバー３５を開いたとき、ユーザがイオン源ボックス４
５のみを保守等のために取り出すことが可能とされてい
る。

【００２９】ユーザは、通常の保守においては、前述の
ユーザメンテナンスカバー３５を開いて、イオン源ボッ
クス４５のみを取り出して保守を行えばよく、フロント
メンテナンスカバー３６を取り外す必要はない。ユーザ
が保守等のためにユーザメンテナンスカバー３５を開い
た場合、図４に示すように、グリップ４４は、イオン源
ボックス４５の手前側に位置して、この状態ではイオン
源ボックス４５を取り出すことができないようになって
いる。

【００３０】そして、ユーザは、イオン源ボックス４５
を取り出す場合、グリップ４４を上方に引き上げる。こ
のとき、トランスファーライン４７に係合しているアー
ム４４’がグリップ４４の上方への引き上げに伴って回
転することになり、これにより、トランスファーライン
４７のイオン源ボックス４５との結合が解除され、ま
た、イオン源ボックス４５内の真空状態が解除される。
これにより、利用者は、安全に、イオン源ボックス４５
を外部に取り出すことが可能になり、イオン源ボックス
４５内のイオン化源の保守、点検、清掃等を行うことが
できる。

【００３１】また、図５に示す状態のように、フロント
メンテナンスカバー３６が取り外された状態では、メー
カ等の保守者が、イオン源ボックス４５、ターボチャン
バ４３を含む内部に設置された全ての装置を引き出して
保守を行うことができる。

【００３２】トランスファーラインの構成を説明する図
６の縦断面図に示すように、グリップ４４は、アーム４
４’を介してトランスファーライン４７上のグリップ支
持点５０に支持される。そして、トランスファーライン
４７が配置されない側のラインカバー３３に設けられて
いるトランスファーライン導入口３４は、ふた４９によ
り塞がれる。また、イオン源ボックスに設けられるトラ
ンスファーライン導入口４８も、図示しない同様のふた
により塞がれる。なお、左右両側に設けられるラインカ
バー３３、３３’は、同一の外形形状を持っているの
で、一方のラインカバーにトランスファーライン導入口
を設けないこととして、トランスファーライン導入口３
４を持つラインカバーをトランスファーラインが設けら
れる側に配置するようにすることも可能である。

【００３３】イオン源ボックス４５は、図７に示すよう
に、その内部が仕切り板５２により仕切られ、その一方
にイオン源５１を、他方に質量分析部５３を収納してい
る。イオン源５１は、取り外し可能であり、ユーザは、
これを取り外して分解し、内部の清掃、部材の交換等の
保守作業を行うことができる。そして、イオン源５１が
収納される側の部屋の下部にターボチャンバ４３が設け
られて、イオン源が収納される部屋が真空に引かれる。
この部屋を真空に引く場合のイオン源ボックストップカ
バー４６とイオン源ボックス４５との結合、及び、イオ
ン源ボックス４５とターボチャンバ４３との結合は、そ
れらの間に設けられるパッキング材により、前述した部
屋が真空に引かれると自動的に強固に固定される。そし
て、グリップ４４が真空の解除位置にくれば、自動的に
結合が解かれて、イオン源ボックストップカバー４６
は、イオン源ボックス４５から取り外し可能となり、ま
た、イオン源ボックス４５は、ターボチャンバ４３から
取り外し可能となる。

【００３４】前述した本発明の実施形態による質量分析
装置は、イオン源ボックスに試料を供給するトランスフ
ァーラインを装置のどちら側の側面からも取り付けるこ
とができるように構成されているので、他のメーカ等の
試料を導出するカラムの設置場所が異なるガスクロマト
グラフをも使用可能に組み合わせることができる。

【００３５】また、ユーザがメンテナンスを行う場合、
内部のイオン源ボックスを取り出し可能な位置にグリッ
プを移動させて、かつ、イオン源ボックス内部の真空状
態を解除しない限り、イオン源ボックスを取り出すこと
ができないので、安全に保守作業を行うことができる。
しかも、メーカの保守者による保守時に取り外すカバー
をいじらずに、ユーザが必要とする部分のみの保守等を
行うことができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ガ
スクロマトグラフ用質量分析装置において、イオン源の
清掃、部材の交換が容易で、他のメーカ等のガスクロマ
トグラフをも使用可能に組み合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による質量分析装置を使用
するシステムの全体の構成を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態による質量分析装置を使用
する他のシステム機構を説明する図である。

【図３】本発明の一実施形態による質量分析装置の外観
を示す斜視図である。

【図４】本発明の一実施形態による質量分析装置のメン
テナンスカバーを開いた状態を示す斜視図である。

【図５】本発明の一実施形態による質量分析装置のフロ
ントメンテナンスカバーを取り外した状態を示す斜視図
である。

【図６】トランスファーラインの構成を説明する縦断面
図である。

【図７】イオン源ボックスとその内部構成を説明する斜
視図である。

【符号の説明】

１ガスクロマトグラフ２質量分析装置３モニタ４コンピュータ本体５プリンタ６入力装置７マウス８机３１本体ケース３２通気ファン３３、３３’ ラインカバー３４、４８トランスファーライン導入口３４’ ラインカバー用溝３５ユーザメンテナンスカバー３６フロントメンテナンスカバー３７底面板３８裏面板３９電源スイッチ４０〜４２ＬＥＤ（表示ランプ）４３ターボチャンバ４４グリップ４５イオン源ボックス４６イオン源ボックストップカバー４７トランスファーライン４７’ トランスファーライン用穴４９ふた５０グリップ支持点５１イオン源５２仕切り板５３質量分析部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガスクロマトグラフと組み合わせて使用
され、ガスクロマトグラフからの試料の質量分析を行う
質量分析装置において、前記試料をイオン化するイオン
源を格納したイオン源ボックスが筐体の内部に配置さ
れ、ガスクロマトグラフからの試料を前記イオン源に導
入するトランスファーラインを前記イオン源から前記筐
体の左右側のいずれの側にも配置できるようにしたこと
を特徴とする質量分析装置。
【請求項２】前記筐体の左右側の側面にガスクロマト
グラフからの試料を導入する導入口が備えられたことを
特徴とする請求項１記載の質量分析装置。
【請求項３】前記ガスクロマトグラフからの試料を導
入する導入口は、筐体表面から突出して、または、筐体
の色、材質とは異なる色、材質により形成されているこ
とを特徴とする請求項２記載の質量分析装置。
【請求項４】前記イオン源ボックスは筐体中央部に配
置され、前記イオン源ボックス内の真空状態を解除する
グリップが、前記イオン源に接続されるトランスファー
ラインに係合して回動可能に配置されたことを特徴とす
る請求項１、２または３記載の質量分析装置。
【請求項５】前記筐体の正面から上面に掛けて、前記
イオン源ボックスを取り出し可能に、く字状に形成され
た開閉カバーが設けられたことを特徴とする請求項１な
いし４のうちいずれか１記載の質量分析装置。
【請求項６】前記開閉カバーは、正面視において前記
イオン源ボックスの高さ方向を露出し、上面視において
前記イオン源ボックスの奥行き方向を露出することを特
徴とする請求項５記載の質量分析装置。
【請求項７】前記グリップが、前記イオン源ボックス
内の真空状態を解除する回動位置にあるとき、前記イオ
ン源ボックスが取り出し可能であることを特徴とする請
求項５または６記載の質量分析装置。
【請求項８】前記開閉カバーは、筐体表面から突出し
て、または、筐体の色、材質と異なる色、材質により形
成されていることを特徴とする請求項５、６または７記
載の質量分析装置。